クロストリジウム・テルモセリューム由来の二機能性セルラーゼ/キシラナーゼの生化学的特性と構造解析

私たちは、CtCel5E（クロストリジウム・テルモセリューム由来の二機能性セルラーゼ/キシラナーゼ）の活性型を発現させ、生化学的特性を行い、アポおよびリガンド結合型の結晶構造を決定しました。構造から、Asn-93、His-168、His-169、Asn-208、Trp-347、およびAsn-349が両方のリガンドと水素結合や疎水性相互作用を提供することが示されました。Thermotoga maritima由来の二機能性セルラーゼ/マンナーゼホモログであるTmCel5Aの構造と比較して、CtCel5Eの柔軟ループ領域が基質特異性に重要であることがわかりました。さらに、部位特異的変異導入実験のデータは、His-168がキシラナーゼ活性に必要不可欠であり、His-169がより重要であることを確認しました。一方で、Asn-93、Asn-208、Tyr-270、Trp-347、およびAsn-349は両方の活性にとって重要です。対照的に、F267Aは酵素活性を向上させます。CtCel5Eはセルロースとヘミセルロース（キシラン）の両方を分解できます。X線結晶構造解析と部位特異的変異導入実験を用いて、CtCel5Eの活性部位残基の役割を評価しました。柔軟なループと他の残基は基質特異性に参加しています。