Clostridium thermocellum의 이기능성 셀룰레이스/자일란아제의 생화학적 특성화 및 구조 분석

우리는 Clostridium thermocellum의 이기능성 셀룰레이스/자일란아제인 CtCel5E의 활성 형태를 발현시키고, 생화학적 특성화를 수행했으며, 그 아포 및 리간드 결합 결정 구조를 규명했습니다. 구조로부터 Asn-93, His-168, His-169, Asn-208, Trp-347 및 Asn-349가 두 리간드 모두와 수소 결합 및 소수성 상호작용을 제공한다는 것을 보여주었습니다. Thermotoga maritima에서 유래한 이기능성 셀룰레이스/만난아제 동족체 TmCel5A의 구조와 비교할 때, CtCel5E의 유연한 고리 영역이 기질 구별의 핵심입니다. 또한, 위치 지향 돌연변이 실험 결과는 His-168이 자일란아제 활성을 위해 필수적이며, His-169이 자일란아제 활성을 위해 더 중요하다는 것을 확인했습니다. 반면, Asn-93, Asn-208, Tyr-270, Trp-347 및 Asn-349는 두 가지 활성 모두에 중요합니다. 대조적으로, F267A는 효소 활성을 향상시킵니다. CtCel5E는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스(자일란)를 모두 분해할 수 있습니다. X-ray 결정학과 위치 지향 돌연변이 실험이 CtCel5E의 활성 부위 잔기의 역할을 평가하는 데 사용되었습니다. 유연한 고리와 기타 잔기가 기질 구별에 참여합니다. 이 연구는 기질 인식 메커니즘과 CtCel5E의 공학 설계를 위한 청사진을 제공합니다.