Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Engineering the protein dynamics of an ancestral luciferase

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216224%3A14310%2F21%3A00119329" target="_blank" >RIV/00216224:14310/21:00119329 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/00159816:_____/21:00075081 RIV/00209805:_____/21:00078639

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1038/s41467-021-23450-z" target="_blank" >https://doi.org/10.1038/s41467-021-23450-z</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-23450-z" target="_blank" >10.1038/s41467-021-23450-z</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Engineering the protein dynamics of an ancestral luciferase

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Directed evolution commonly relies on point mutations but InDels frequently occur in evolution. Here the authors report a protein-engineering framework based on InDel mutagenesis and fragment transplantation resulting in greater catalysis and longer glow-type bioluminescence of the ancestral luciferase. Protein dynamics are often invoked in explanations of enzyme catalysis, but their design has proven elusive. Here we track the role of dynamics in evolution, starting from the evolvable and thermostable ancestral protein Anc(HLD-RLuc) which catalyses both dehalogenase and luciferase reactions. Insertion-deletion (InDel) backbone mutagenesis of Anc(HLD-RLuc) challenged the scaffold dynamics. Screening for both activities reveals InDel mutations localized in three distinct regions that lead to altered protein dynamics (based on crystallographic B-factors, hydrogen exchange, and molecular dynamics simulations). An anisotropic network model highlights the importance of the conformational flexibility of a loop-helix fragment of Renilla luciferases for ligand binding. Transplantation of this dynamic fragment leads to lower product inhibition and highly stable glow-type bioluminescence. The success of our approach suggests that a strategy comprising (i) constructing a stable and evolvable template, (ii) mapping functional regions by backbone mutagenesis, and (iii) transplantation of dynamic features, can lead to functionally innovative proteins.

  • Název v anglickém jazyce

    Engineering the protein dynamics of an ancestral luciferase

  • Popis výsledku anglicky

    Directed evolution commonly relies on point mutations but InDels frequently occur in evolution. Here the authors report a protein-engineering framework based on InDel mutagenesis and fragment transplantation resulting in greater catalysis and longer glow-type bioluminescence of the ancestral luciferase. Protein dynamics are often invoked in explanations of enzyme catalysis, but their design has proven elusive. Here we track the role of dynamics in evolution, starting from the evolvable and thermostable ancestral protein Anc(HLD-RLuc) which catalyses both dehalogenase and luciferase reactions. Insertion-deletion (InDel) backbone mutagenesis of Anc(HLD-RLuc) challenged the scaffold dynamics. Screening for both activities reveals InDel mutations localized in three distinct regions that lead to altered protein dynamics (based on crystallographic B-factors, hydrogen exchange, and molecular dynamics simulations). An anisotropic network model highlights the importance of the conformational flexibility of a loop-helix fragment of Renilla luciferases for ligand binding. Transplantation of this dynamic fragment leads to lower product inhibition and highly stable glow-type bioluminescence. The success of our approach suggests that a strategy comprising (i) constructing a stable and evolvable template, (ii) mapping functional regions by backbone mutagenesis, and (iii) transplantation of dynamic features, can lead to functionally innovative proteins.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10608 - Biochemistry and molecular biology

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2021

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Nature Communications

  • ISSN

    2041-1723

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    12

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    DE - Spolková republika Německo

  • Počet stran výsledku

    16

  • Strana od-do

    3616

  • Kód UT WoS článku

    000687325400013

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85107947514