Новое исследование, которое сосредотачивает на ферменте Cel7A, который ломает целлюлозу на заводах к сахару, детализировано на Слушаниях Национальной академии наук (PNAS) в рукописи, названной «Отличные роли N-и O-гликанов в cellulase деятельности и стабильности». Это исследование проливает свет на определенные функции маленького сахара или гликаны, которые микробы прилагают к их ферментам. Эта ферментативная модификация добавлением сахара упоминается как «гликозилирование», и это, как известно, оказывает существенное влияние на функцию фермента.Одна женщина и один человек работают в лабораторной скамье, окруженной оборудованием лаборатории.
Постдокторский Исследователь Антонелла Амор и старший инженер Брэндон Нотт работают над образцами в лаборатории. Новое исследование в области отношений между маленьким сахаром (гликаны), их функция и их местоположение могло использоваться, чтобы улучшить работу фермента, чтобы лучше расщепить биомассу и вопрос завода по производству отходов новообращенного к возобновляемым видам топлива и продуктам. (Фотография Денниса Schroeder/NREL)«Ферменты для разрушения целлюлозы общеизвестно трудные инженеру для улучшенной деятельности», сказал Инженер Штата NREL Брэндон Нотт, соавтор бумаги. «Долго понималось, что гликозилирование – ‘кнопка, чтобы повернуться’ в этом усилии, но определенные роли различных гликанов были неуловимы».С окружением неуверенности, как различные виды гликанов касаются различных функций фермента, NREL разработал уникальную рекомбинантную систему выражения, чтобы проверить новые ферменты, произведя большое количество мутантов Cel7A, которые испытали недостаток в различных комбинациях мест гликозилирования.
Команда исследователей от NREL, Университета Джорджии и Университета Колорадо, Валуна, затем характеризовала все ферменты мутанта и сравнила особенности с теми из родного фермента, чтобы собрать критические данные вокруг отношений между определенным гликаном, его функцией и его местоположением.«На основе литературы мы уже думали, что знали местоположение всех мест гликозилирования», сказала соавтор Антонелла Амор, постдокторский исследователь в NREL. «В подтверждении их местоположений мы не только обнаружили новые гликаны, мы также объяснили структуры гликанов на каждом определенном месте. Это обеспечивает понимание, как микроб защищает и украшает свои ферменты для оптимальной деятельности, которая в свою очередь дает представления о том, как улучшить их для промышленного применения».Получая более глубокое понимание базовой структуры, функция и отношения белков фундаментальны для помощи дизайну новые стратегии улучшить полную работу фермента.
Но строительство превосходящего фермента требует понимания обширной комбинации факторов. Важно знать, который гликаны защищают от нападений протеазы, которые важны для закрепления со стабильностью фермента, и которые являются ключевыми для закрепления фермента и деятельности.
Результаты NREL показали, что, в зависимости от его типа и где это приложено, гликозилирование важно для укрепления закрепления Cel7A к целлюлозе, защита фермента против протеаз, которые ломают белок и поддержку термической устойчивости фермента, которая позволяет ферменту продолжать работать при температурах, с которыми столкнулись бы в промышленном конверсионном процессе биомассы.