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Structure paper

タイトルStructure-guided engineering of a Rieske-type aromatic dioxygenase for enhanced consumption of 3-phenylpropionic acid in Escherichia coli.
ジャーナル・号・ページJ Hazard Mater, Vol. 491, Page 137954, Year 2025
掲載日2025年7月5日
著者Wenxue Jiang / Miao Wu / Zhou Gong / Linhua Han / Xiaoqi Cheng / Xiaoqin Tang / Xiaolong Yu / Xu Dong / Yibin Cheng / Lixin Ma / Qiong Xing /
PubMed 要旨Industrial derived aromatic hydrocarbons are persistent environmental pollutants due to their chemical stability, posing both ecological and health risks. Rieske-type aromatic dioxygenases (RDOs), ...Industrial derived aromatic hydrocarbons are persistent environmental pollutants due to their chemical stability, posing both ecological and health risks. Rieske-type aromatic dioxygenases (RDOs), known for their role in dihydroxylation of aromatic rings, play a pivotal role in microbial consumption and degradation of such compounds. While the industrial application of these enzymes has been impeded by their instability and low biodegradation rate. In this study, we focused on optimization and application of the Rieske-type dioxygenase HcaEF from Escherichia coli (E. coli) K-12, which initializes the degradation of 3-phenylpropionic acid (3-PP) and cinnamic acid (CI). Using cryo-electron microscopy (cryo-EM), we determined the high-resolution structures of the apo-form and 3-PP bound form of HcaEF, revealing key insights into substrate specificity and thermal stability. Leveraging these structural insights, we engineered a Q73I variant of HcaEF. Upon introduction of this mutation, the turnover rate increased from 29.6 % to 43.8 %, showing ∼50 % improvement. Overexpression of this variant in E. coli K-12 significantly enhanced the strain's ability to utilize 3-PP, demonstrating the potential for microbial engineering in environmental bioremediation and industrial applications. Our findings not only deepen the understanding of substrate recognition in RDOs, but also pave the way for developing high-efficiency enzymes for aromatic compound bio-utilization.
リンクJ Hazard Mater / PubMed:40120277
手法EM (単粒子)
解像度3.1 Å
構造データ

62756

9l1w

EMDB-62756, PDB-9l1w:
3-phenylpropionate bound dioxygenase HcaE-HcaF
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

化合物

ChemComp-FE2:
Unknown entry

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

ChemComp-HCI:
HYDROCINNAMIC ACID

由来
  • escherichia coli k-12 (大腸菌)
キーワードELECTRON TRANSPORT / Rieske-type aromatic dioxygenase

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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://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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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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