Molekulares Verständnis der Interaktionen eines Enzyms und ionischer Flüssigkeiten bietet eine generelle Strategie zur Proteinoptimierung für nachhaltige biokatalytische Anwendungen

19.06.2019
 

Herzlichen Glückwunsch an Subrata Pramanik zu seiner neuen Publikation!

  Komparative Oberflächenverteilung von Ionen aus ionischen Flüssigkeiten und Wassermolekülen auf der Oberfläche der Bacillus subtilis Lipase A. Urheberrecht: © ACS Sustainable Chem. Eng. Komparative Oberflächenverteilung von Ionen aus ionischen Flüssigkeiten und Wassermolekülen auf der Oberfläche der Bacillus subtilis Lipase A.

In dieser Publikation wurden mit Hilfe Molekulardynamik-Simulation die Interaktion der Bacillus subtilis Lipase A (BSLA) mit vier Imidazol-basierten ionischen Flüssigkeiten studiert. Diese Studie bietet erste Hinweise, dass ionische Co-Lösungsmittel die generelle und lokale Konformation des Enzyms nicht beeinflussen. Der Effekt der Aktivitätsreduzierung wurde Oberflächeninteraktionen des Enzyms mit den Kationen der ionischen Lösung zugeschrieben, die essentielle Wassermoleküle auf der BSLA Oberfläche entfernten.

Das molekulare Verständnis der Interaktionen von Enzymen mit ionischen Flüssigkeiten aus computer-basierten Studien ist anwendbar für generelle Proteinoptimierungsstrategien.

Der Vergleich von simulations-basierten Daten mit experimentellen Daten einer vollständigen Sättigunsmutagenese-Bibliothek belegten, dass die meisten Positionen für eine verbesserte Resistenz in der Nähe von Binderegionen für Kationen der ionischen Flüssigkeiten liegen. Zusammengefasst legen diese Analysen nahe, dass die Optimierung von Enzym-Oberflächenladungen eine generelle Strategie für die Verbesserung der BSLA in ionischen Flüssigkeiten darstellen könnte und das diese Strategie auch auf weitere Lipasen und α/β-Hydrolasen übertragbar sein könnte.

Pramanik S., Dhoke G. V., Jaeger KE., Schwaneberg U., Davari MD. ACS Sustainable Chem. Eng., 2019, https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b00752 geteilte Erstautorschaft

Diese Arbeit wurde in der Abteilung Computational Biology durchgeführt und wurde durch JARA-HPC der RWTH Aachen (JARA0187) finanziell unterstützt.

  Subrata Pramanik Urheberrecht: © BIO VI Subrata Pramanik.