抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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天然蛋白質の安定化は蛋白質工学における長年の望ましい目標である。蛋白質コアの疎水性の最適化は,しばしば広範な安定性増強をもたらす。しかし,蛋白質機能に必須な完全または部分的に埋没した触媒荷電残基の存在は,この戦略の適用性を制限している。ここでは,チオレドキシンに焦点を当てて,触媒活性の損失なしに活性部位に埋没荷電残基を除去することにより蛋白質安定性を増強することを目的とした。この目的のために,埋込みおよび官能基の荷電から疎水性への置換を行い,顕著な安定性増加をもたらしたが,触媒活性を消失させた。次に,埋没イオン化可能基の触媒的役割をシミュレートするために,活性部位に隣接する7つの表面残基の集合を標的とする変異体のコンビナトリアルライブラリーを設計した。特に,ライブラリー変異体の50%以上が,ある程度,触媒活性を回復した。部分最小二乗回帰による全変異空間の予測とライブラリーの2%の実験研究の組合せは,蛋白質表面での単一点突然変異が熱安定性コストなしに触媒活性を完全に回復するのに十分であることを明らかにした。その結果,天然折畳み(138{度}C)を持つ蛋白質に対して報告された最も高い熱安定性の1つを操作した。さらに,著者らの超安定変異体はin vitroおよびin vivoの両方で触媒活性を維持する。蛋白質折畳みの主要な駆動力は疎水性効果であり,蛋白質コア疎水性の増加は蛋白質安定性を本質的に増加させた。活性部位はしばしば埋没イオン化基を含み,それは機能に必須であるが,蛋白質安定性を劇的に減少させる。したがって,蛋白質コア疎水性の増加は,機能的コストなしで酵素活性部位に適用できない。この障害を克服することにより蛋白質安定性を増強する方法を提案した。埋没電荷の触媒特性は表面突然変異で模倣され,酵素を安定化する疎水性コアの最適化をロックする道を開いた。【JST・京大機械翻訳】
