J 2021

Exploring mechanism of enzyme catalysis by on-chip transient kinetics coupled with global data analysis and molecular modeling

HESS, David, Veronika DOČKALOVÁ, Piia Pauliina KOKKONEN, David BEDNÁŘ, Jiří DAMBORSKÝ et. al.

Základní údaje

Originální název

Exploring mechanism of enzyme catalysis by on-chip transient kinetics coupled with global data analysis and molecular modeling

Autoři

HESS, David (756 Švýcarsko), Veronika DOČKALOVÁ (203 Česká republika, domácí), Piia Pauliina KOKKONEN (246 Finsko, domácí), David BEDNÁŘ (203 Česká republika, domácí), Jiří DAMBORSKÝ (203 Česká republika, domácí), Andrew DEMELLO (756 Švýcarsko), Zbyněk PROKOP (203 Česká republika, domácí) a Stavros STAVRAKIS (300 Řecko)

Vydání

Chem, Cambridge, Cell Press, 2021, 2451-9294

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10400 1.4 Chemical sciences

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 25.832

Kód RIV

RIV/00216224:14310/21:00122285

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000652330200020

Klíčová slova anglicky

HALOALKANE DEHALOGENASES; MICROFLUIDIC DEVICES; WATER; BIOCATALYSIS; DROPLETS; ENTROPY; BINDING

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 15. 2. 2023 23:26, Mgr. Michaela Hylsová, Ph.D.

Anotace

V originále

The ability to engineer enzymes for industrial and biomedical applications is primarily limited by a paucity of mechanistic understanding. To gain insight into the mechanisms of enzyme catalysis, one must screen enormous numbers of discrete reaction conditions, which is a laborious task using conventional technologies. To address such limitations, we develop a droplet-based microfluidic platform for high-throughput acquisition of transient kinetic data over a range of substrate concentrations and temperatures. When compared with conventional methods, our platform reduces assay volumes by six orders of magnitude and increases throughput to 9,000 reactions/min. To demonstrate their utility, we measure the transient kinetics of three model enzymes, namely, beta-galactosidase, horseradish peroxidase, and microperoxidase. Additionally, we conduct a complex kinetic and thermodynamic study of engineered variants of haloalkane dehalogenases. Datasets are globally analyzed and complemented by molecular dynamics simulations, providing new insights into the molecular basis of substrate specificity and the role of hydration-related entropy.

Návaznosti

EF17_043/0009632, projekt VaV
Název: CETOCOEN Excellence
EF17_050/0008496, projekt VaV
Název: MSCAfellow@MUNI
LM2018121, projekt VaV
Název: Výzkumná infrastruktura RECETOX (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, RECETOX RI
857560, interní kód MU
(Kód CEP: EF17_043/0009632)
Název: CETOCOEN Excellence (Akronym: CETOCOEN Excellence)
Investor: Evropská unie, CETOCOEN Excellence, Spreading excellence and widening participation