Enhanced xyloglucan-specific endo-beta-1,4-glucanase efficiency in an engineered CBM44-XegA chimera

Autor(es)

Furtado, Gilvan P. ^[1] ; Santos, Camila R. ^[2] ; Cordeiro, Rosa L. ^[2] ; Ribeiro, Lucas F. ^[1] ; de Moraes, Luiz A. B. ^[3] ; Damasio, Andr R. L. ^[4] ; Polizeli, Maria de Lourdes T. M. ^[5] ; Lourenzoni, Marcos R. ^[3] ; Murakami, Mario T. ^[2] ; Ward, Richard J. ^[6]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Dept Bioquim & Imunol, FMRP USP, Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[2] Ctr Nacl Pesquisa Energia & Mat, Lab Nacl Biocincias, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil

^[3] Fundacao Oswaldo Cruz, Computat Modelling Grp Simulat & Evolut Biomol, Fortaleza, Ceara - Brazil

^[4] Ctr Nacl Pesquisas Energia & Mat, Lab Nacl Ciencia & Tecnol Bioetanol CTBE, Campinas, SP - Brazil

^[5] Univ Sao Paulo, Dept Biol, FFCLRP USP, Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[6] Univ Sao Paulo, Fac Filosofia Ciencias & Letras Ribeiro Preto, Dept Quim, BR-14040901 Ribeirao Preto, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Applied Microbiology and Biotechnology; v. 99, n. 12, p. 5095-5107, JUN 2015.
• Citações Web of Science: 9

Resumo

Xyloglucan-specific endo-beta-1,4-glucanases (Xegs, EC 3.2.1.151) exhibit high catalytic specificity for beta-1,4 linkages of xyloglucan, a branched hemicellulosic polysaccharide abundant in dicot primary cell walls and present in many monocot species. In nature, GH12 Xegs are not associated with carbohydrate-binding modules (CBMs), and here, we have investigated the effect of the fusion of the xyloglucan-specific CBM44 on the structure and function of a GH12 Xeg from Aspergillus niveus (XegA). This fusion presented enhanced catalytic properties and conferred superior thermal stability on the XegA. An increased k (cat) (chimera, 177.03 s(-1); XegA, 144.31 s(-1)) and reduced K-M (chimera, 1.30 mg mL(-1); XegA, 1.50 mg mL(-1)) resulted in a 1.3-fold increase in catalytic efficiency of the chimera over the parental XegA. Although both parental and chimeric enzymes presented catalytic optima at pH 5.5 and 60 A degrees C, the thermostabilitiy of the chimera at 60 A degrees C was greater than the parental XegA. Moreover, the crystallographic structure of XegA together with small-angle X-ray scattering (SAXS) and molecular dynamics simulations revealed that the spatial arrangement of the domains in the chimeric enzyme resulted in the formation of an extended binding cleft that may explain the improved kinetic properties of the CBM44-XegA chimera. (AU)

• Processo FAPESP: 10/18850-2 - Identificação, caracterização e engenharia de enzimas que degradam a parede celular das plantas
• Beneficiário: Richard John Ward
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 12/20549-4 - Secreção de glicoproteínas heterólogas em Aspergillus: efeito do padrão de glicosilação em parâmetros funcionais de glicosil hidrolases
• Beneficiário: André Ricardo de Lima Damasio
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 13/18910-3 - Secreção de glicoproteínas heterólogas em Aspergillus: efeito do padrão de glicosilação em parâmetros funcionais de glicosil hidrolases
• Beneficiário: André Ricardo de Lima Damasio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 13/13309-0 - Estudos do comportamento funcional e estrutural de enzimas evolutivamente especializadas na degradação de biomassa vegetal com potenciais aplicações biotecnológicas
• Beneficiário: Mário Tyago Murakami
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/07135-1 - EMU concedido no processo 2013/13309-0 - aquisição do sistema de eletroforese capilar com detector de fluorescência - Beckman Coulter
• Beneficiário: Mário Tyago Murakami
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 10/07133-8 - Criação de uma Endoxilanase Alostérica por Evolução Dirigida para aplicação na Biotecnologia Industrial
• Beneficiário: Lucas Ferreira Ribeiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado