高いバイ菌発現と安定性のための自動構造および配列に基づくタンパク質設計

異種過剰発現の際、多くのタンパク質は誤折りたたみや凝集が生じ、結果として機能的な収率が低下します。神経伝達を媒介する酵素であるヒトアセチルコリンエステラーゼ（hAChE）は、機能的発現を得るために哺乳類系が必要なヒトタンパク質の典型的な例です。我々は計算戦略を開発し、コアパッキング、表面極性、バックボーンの剛性を改善する51の変異を持つAChEバリアントを設計しました。このバリアントは、野生型hAChEと比較してE. coliで約2000倍高いレベルで発現し、結晶学によって決定された酵素的特性や活性部位の構成に変化なく、20°C高い熱安定性を示しました。広範な有用性を示すために、他の4つのヒトおよび細菌のタンパク質を同様に設計しました。各タンパク質につき最大3つのデザインをテストした結果、E. coliでの安定性の向上および/または可溶性で活性なタンパク質の収率向上を得ました。我々のアルゴリズムは、3D構造と自然に存在するホモログの数十の配列のみを必要とし、http://pross.weizmann.ac.ilで利用可能です。