Activity of hyperthermophilic glycosynthases is significantly enhanced at acidic pH. (Articolo in rivista)

Type
Label
  • Activity of hyperthermophilic glycosynthases is significantly enhanced at acidic pH. (Articolo in rivista) (literal)
Anno
  • 2003-01-01T00:00:00+01:00 (literal)
Alternative label
  • Perugino G.1, Trincone A.1, Giordano A.1, van der Oost J.2, Kaper T.2, Rossi M.1, Moracci M.1 (2003)
    Activity of hyperthermophilic glycosynthases is significantly enhanced at acidic pH.
    in Biochemistry (Easton)
    (literal)
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  • Perugino G.1, Trincone A.1, Giordano A.1, van der Oost J.2, Kaper T.2, Rossi M.1, Moracci M.1 (literal)
Pagina inizio
  • 8484 (literal)
Pagina fine
  • 8493 (literal)
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  • Questo lavoro espande le possibili applicazioni delle glicosintasi da ipertermofili, dimostrando che in particolari condizioni (estremi di pH, temperatura e organici) essi rappresentano le sole reali alternative biologiche alla sintesi chimica. Questi risultati sono apparsi su “Biochemistry”, che è una delle più prestigiose riviste internazionali, ed è largamente diffusa nei laboratori internazionali di biochimica e biologia molecolare. I risultati presentati in questo prodotto sono stati anche oggetto della comunicazione orale di Marco Moracci “Engineering Structure and Function of Glycosyl Hydrolases from Hyperthermophiles” nell’ambito del convegno “Archaea: Ecology, Metabolism & Molecular Biology” della Gordon Research Conference presso la Proctor academy Andover USA, 3-8 agosto 2003. Impact Factor 3.922. (literal)
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  • 42 (literal)
Rivista
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  • Le glicosintasi sono glicosidasi ingegnerizzate nel residuo essenziale per la catalisi (nucleofilo) le quali, in presenza di substrati attivati, sintetizzano oligosaccaridi per transglicosilazione. La mutazione impedisce l’idrolisi dei prodotti che si formano portando a sintesi quantitative. L’unica glicosintasi da ipertermofilo, per la prima volta preparata dal nostro gruppo, svolge la sintesi in alte rese ed è l’unica a produrre oligosaccaridi ramificati con legami di tipo beta,1-3, beta,1-4 e beta,1-6. In questo lavoro abbiamo dimostrato che l’enzima dall’archaeon ipertermofilo Sulfolobus solfataricus ed altre due glicosintasi ottenute dagli archaea Thermosphaera aggregans e Pyrococcus furiosus catalizzano la sintesi con rese più elevate, in minor tempo e con basse concentrazioni di sali organici. Infatti, svolgendo la reazione a pH 3.5-4.0 e 65°C si osserva la sintesi di di-, tri- e tetraoligosaccaridi del glucosio. Proponiamo che il basso pH permette la protonazione di un secondo residuo essenziale per la catalisi (l’acido/base) e ne ripristina l’efficienza modificata per mutazione. Questo studio, oltre ad apportare un significativo aumento alla conoscenza del meccanismo di reazione delle glicosidasi in generale, dimostra che l’estrema stabilità degli enzimi termofili permette la loro applicazione in biotecnologia. Infatti le condizioni utilizzate in questo studio denaturerebbero rapidamente le corrispondenti glicosintasi mesofile. (literal)
Note
  • ISI Web of Science (WOS) (literal)
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  • 1 CNR, 2 Uni Wageningen (literal)
Titolo
  • Activity of hyperthermophilic glycosynthases is significantly enhanced at acidic pH. (literal)
Abstract
  • We have previously shown that the hyperthermophilic glycosynthase from Sulfolobus solfataricus (Ssbeta-glyE387G) can promote the synthesis of branched oligosaccharides from activated beta-glycosides, at pH 6.5, in the presence of 2 M sodium formate as an external nucleophile. In an effort to increase the synthetic potential of hyperthermophilic glycosynthases, we report a new method to reactivate the Ssbeta-glyE387G glycosynthase and two novel mutants in the nucleophile of the beta-glycosidases from the hyperthermophilic Archaea Thermosphaera aggregans (Tabeta-gly) and Pyrococcus furiosus (CelB). We describe here that, at pH 3.0 and low concentrations of sodium formate buffer, the three hyperthermophilic glycosynthases show k(cat) values similar to those of the wild-type enzymes and 17-fold higher than those observed at the usual reactivation conditions in 2 M sodium formate at pH 6.5. Moreover, at acidic pH the three reactivated mutants have wide substrate specificity and improved efficiency in the synthetic reaction. The data reported suggest that the reactivation conditions modify the ionization state of the residue acting as an acid/base catalyst. This new reactivation method can be of general applicability on hyperthermophilic glycosynthases whose intrinsic stability allows their exploitation as synthetic tools at low pH. (literal)
Prodotto di
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