Análisis in silico de la glucosa oxidasa de: sitios potenciales de mutación de cisteína para mejorar la estabilidad de la proteína
Autores: Ittisoponpisan, Sirawit; Jeerapan, Itthipon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis in silico de la glucosa oxidasa de: sitios potenciales de mutación de cisteína para mejorar la estabilidad de la proteína
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Glucosa oxidasa
Estabilidad térmica
Modificación enzimática
Enlaces disulfuro
Bioingeniería in silico
Estructura de proteínas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La glucosa oxidasa (GOx) tiene considerables ventajas para diversas aplicaciones. Sin embargo, la inestabilidad térmica de la enzima sigue siendo un gran desafío, dificultando el éxito en aplicaciones fuera de los laboratorios bien controlados, especialmente en bioelectrónica práctica. Muchas estrategias para modificar GOx y lograr una mejor estabilidad térmica han sido propuestas. Sin embargo, la modificación de esta enzima mediante la adición de enlaces disulfuro adicionales aún no ha sido explorada. Este trabajo describe la bioingeniería in silico de GOx mediante el análisis juicioso de las características de los enlaces disulfuro encontrados en la base de datos de proteínas Top8000, luego escaneando pares de residuos de aminoácidos que son adecuados para ser reemplazados por cisteínas para establecer enlaces disulfuro. A continuación, pronosticamos y evaluamos los modelos mutantes de GOx en términos de calidad de enlaces disulfuro (longitud del enlace y ángulos alfa), impacto funcional mediante la conservación de residuos, e impacto estructural indicado por la energía libre de Gibbs. Encontramos ocho pares de residuos potenciales que pueden ser modificados para formar enlaces disulfuro. Cinco de estos se encuentran en regiones menos conservadas y, por lo tanto, es poco probable que tengan un impacto perjudicial en la funcionalidad. Finalmente, dos mutaciones, Pro149Cys y His158Cys, mostraron potencial para estabilizar la estructura de la proteína, como lo confirma una herramienta de análisis de estabilidad basada en la estructura. Los hallazgos de este estudio resaltan la oportunidad de utilizar la modificación de enlaces disulfuro como una nueva técnica alternativa para mejorar la estabilidad térmica de GOx.
Descripción
La glucosa oxidasa (GOx) tiene considerables ventajas para diversas aplicaciones. Sin embargo, la inestabilidad térmica de la enzima sigue siendo un gran desafío, dificultando el éxito en aplicaciones fuera de los laboratorios bien controlados, especialmente en bioelectrónica práctica. Muchas estrategias para modificar GOx y lograr una mejor estabilidad térmica han sido propuestas. Sin embargo, la modificación de esta enzima mediante la adición de enlaces disulfuro adicionales aún no ha sido explorada. Este trabajo describe la bioingeniería in silico de GOx mediante el análisis juicioso de las características de los enlaces disulfuro encontrados en la base de datos de proteínas Top8000, luego escaneando pares de residuos de aminoácidos que son adecuados para ser reemplazados por cisteínas para establecer enlaces disulfuro. A continuación, pronosticamos y evaluamos los modelos mutantes de GOx en términos de calidad de enlaces disulfuro (longitud del enlace y ángulos alfa), impacto funcional mediante la conservación de residuos, e impacto estructural indicado por la energía libre de Gibbs. Encontramos ocho pares de residuos potenciales que pueden ser modificados para formar enlaces disulfuro. Cinco de estos se encuentran en regiones menos conservadas y, por lo tanto, es poco probable que tengan un impacto perjudicial en la funcionalidad. Finalmente, dos mutaciones, Pro149Cys y His158Cys, mostraron potencial para estabilizar la estructura de la proteína, como lo confirma una herramienta de análisis de estabilidad basada en la estructura. Los hallazgos de este estudio resaltan la oportunidad de utilizar la modificación de enlaces disulfuro como una nueva técnica alternativa para mejorar la estabilidad térmica de GOx.