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タイトルMachine Learning-Supported Enzyme Engineering toward Improved CO-Fixation of Glycolyl-CoA Carboxylase.
ジャーナル・号・ページACS Synth Biol, Vol. 12, Issue 12, Page 3521-3530, Year 2023
掲載日2023年12月15日
著者Daniel G Marchal / Luca Schulz / Ingmar Schuster / Jelena Ivanovska / Nicole Paczia / Simone Prinz / Jan Zarzycki / Tobias J Erb /
PubMed 要旨Glycolyl-CoA carboxylase (GCC) is a new-to-nature enzyme that catalyzes the key reaction in the tartronyl-CoA (TaCo) pathway, a synthetic photorespiration bypass that was recently designed to improve ...Glycolyl-CoA carboxylase (GCC) is a new-to-nature enzyme that catalyzes the key reaction in the tartronyl-CoA (TaCo) pathway, a synthetic photorespiration bypass that was recently designed to improve photosynthetic CO fixation. GCC was created from propionyl-CoA carboxylase (PCC) through five mutations. However, despite reaching activities of naturally evolved biotin-dependent carboxylases, the quintuple substitution variant GCC M5 still lags behind 4-fold in catalytic efficiency compared to its template PCC and suffers from futile ATP hydrolysis during CO fixation. To further improve upon GCC M5, we developed a machine learning-supported workflow that reduces screening efforts for identifying improved enzymes. Using this workflow, we present two novel GCC variants with 2-fold increased carboxylation rate and 60% reduced energy demand, respectively, which are able to address kinetic and thermodynamic limitations of the TaCo pathway. Our work highlights the potential of combining machine learning and directed evolution strategies to reduce screening efforts in enzyme engineering.
リンクACS Synth Biol / PubMed:37983631 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.03 - 2.31 Å
構造データ

17777

8pn7

EMDB-17777, PDB-8pn7:
Engineered glycolyl-CoA carboxylase (G20R variant) with bound CoA
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.03 Å

17778

8pn8

EMDB-17778: Engineered glycolyl-CoA carboxylase (G20R variant) with bound CoA
PDB-8pn8: Engineered glycolyl-CoA carboxylase (L100N variant) with bound CoA
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.31 Å

化合物

ChemComp-COA:
COENZYME A / CoA

ChemComp-BTI:
5-(HEXAHYDRO-2-OXO-1H-THIENO[3,4-D]IMIDAZOL-6-YL)PENTANAL

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • methylorubrum extorquens am1 (バクテリア)
キーワードLIGASE / glycolyl-CoA carboxylase

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見文献

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
  • Pubmedのデータを利用しています

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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