J 2018

Molecular Gating of an Engineered Enzyme Captured in Real Time

KOKKONEN, Piia Pauliina, J. SYKORA, Zbyněk PROKOP, A. GHOSE, David BEDNÁŘ et. al.

Základní údaje

Originální název

Molecular Gating of an Engineered Enzyme Captured in Real Time

Autoři

KOKKONEN, Piia Pauliina (246 Finsko, domácí), J. SYKORA (203 Česká republika), Zbyněk PROKOP (203 Česká republika, domácí), A. GHOSE (356 Indie), David BEDNÁŘ (203 Česká republika, domácí), M. AMARO (620 Portugalsko), Koen BEERENS (56 Belgie, domácí), Šárka NEVOLOVÁ (203 Česká republika, domácí), Michaela SLÁNSKÁ (203 Česká republika, domácí), Jan BREZOVSKÝ (203 Česká republika, domácí), Jiří DAMBORSKÝ (203 Česká republika, garant, domácí) a M. HOF (276 Německo)

Vydání

Journal of the American Chemical Society, Washington, American Chemical Society, 2018, 0002-7863

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10401 Organic chemistry

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 14.695

Kód RIV

RIV/00216224:14310/18:00101750

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

DOI

UT WoS

000454751800028

Klíčová slova anglicky

PHOTOINDUCED ELECTRON-TRANSFER; CONFORMATIONAL DYNAMICS; CATALYTIC MECHANISM; PROTEIN DYNAMICS; NUCLEIC-ACIDS; ACTIVE-SITE; FORCE-FIELD; EVOLUTION; MOTIONS; SIMULATION
Změněno: 23. 4. 2024 14:18, Mgr. Michal Petr

Anotace

V originále

Enzyme engineering tends to focus on the design of active sites for the chemical steps, while the physical steps of the catalytic cycle are often overlooked. Tight binding of a substrate in an active site is beneficial for the chemical steps, whereas good accessibility benefits substrate binding and product release. Many enzymes control the accessibility of their active sites by molecular gates. Here we analyzed the dynamics of a molecular gate artificially introduced into an access tunnel of the most efficient haloalkane dehalogenase using pre-steady-state kinetics, single-molecule fluorescence spectroscopy, and molecular dynamics. Photoinduced electron-transfer fluorescence correlation spectroscopy (PET-FCS) has enabled real-time observation of molecular gating at the single-molecule level with rate constants (k(on) = 1822 s(-1), k(off) = 60 s(-1)) corresponding well with those from the pre-steady-state kinetics (k(-1) = 1100 s(-1), k(1) = 20 s(-1)). The PET-FCS technique is used here to study the conformational dynamics in a soluble enzyme, thus demonstrating an additional application for this method. Engineering dynamical molecular gates represents a widely applicable strategy for designing efficient biocatalysts.

Návaznosti

CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001761, interní kód MU
Název: RECETOX RI - OP VVV (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, RECETOX RI - OP VVV, PO 1 Posilování kapacit pro kvalitní výzkum
GA16-06096S, projekt VaV
Název: Objasnění významu dynamických tunelů pro enzymatickou katalýzu: simulace a fluorescenční experimenty
Investor: Grantová agentura ČR, Objasnění významu dynamických tunelů pro enzymatickou katalýzu: simulace a fluorescenční experimenty
GA16-07965S, projekt VaV
Název: Řízená evoluce dynamických elementů v enzymech s využitím mikrofluidních čipů
Investor: Grantová agentura ČR, Řízená evoluce dynamických elementů v enzymech s využitím mikrofluidních čipů
LM2015047, projekt VaV
Název: Česká národní infrastruktura pro biologická data (Akronym: ELIXIR-CZ)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Česká národní infrastruktura pro biologická data
LM2015051, projekt VaV
Název: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Výzkumná infrastruktura RECETOX
LM2015055, projekt VaV
Název: Centrum pro systémovou biologii (Akronym: C4SYS)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, The national infrastructure C4SYS - Centre for Systems Biology