Bacterial chitinases are useful in

Bacterial chitinases are useful in the biocontrol of agriculturally important pests and fungal pathogens. However, the utility of naturally occurring bacterial chitinases is often limited by their low enzyme activity. In this study, we constructed mutants of a Bacillus thuringiensis chitinase with enhanced activity based on homology modeling, molecular docking, and the site-directed mutagenesis of target residues to modify spatial positions, steric hindrances, or hydrophilicity/hydrophobicity. We first identified a gene from B. thuringiensis YBT-9602 that encodes a chitinase (Chi9602) belonging to glycosyl hydrolase family 18 with conserved substrate-binding and substrate-catalytic motifs. We constructed a structural model of a truncated version of Chi9602 (Chi960235-459) containing the substrate-binding domain using the homologous 1ITX protein of Bacillus circulans as the template. We performed molecular docking analysis of Chi960235-459 using di-N-acetyl-D-glucosamine as the ligand. We then selected 10 residues of interest from the docking area for the site-directed mutagenesis experiments and expression in Escherichia coli. Assays of the chitinolytic activity of the purified chitinases revealed that the three mutants exhibited increased chitinolytic activity. The ChiW50A mutant exhibited a greater than 60 % increase in chitinolytic activity, with similar pH, temperature and metal ion requirements, compared to wild-type Chi9602. Furthermore, ChiW50A exhibited pest-controlling activity and antifungal activity. Remarkable synergistic effects of this mutant with B. thuringiensis spore-crystal preparations against Helicoverpa armigera and Caenorhabditis elegans larvae and obvious activity against several plant-pathogenic fungi were observed.

Keywords: Chitinase, Bacillus thuringiensis, Homology modeling, Molecular docking, Site-directed mutagenesis, Synergistic activity.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

chitinases แบคทีเรียที่มีประโยชน์ในการควบคุมทางชีวภาพของศัตรูพืชที่สำคัญข้าวอู่น้ำและเชื้อโรคเชื้อรา อย่างไรก็ตามประโยชน์ของธรรมชาติที่เกิดขึ้น chitinases แบคทีเรียมักจะ จำกัด โดยเอนไซม์ต่ำของพวกเขา ในการศึกษานี้เราสร้างการกลายพันธุ์ของเชื้อแบคทีเรีย Bacillus thuringiensis ไคติเนสกับกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นบนพื้นฐานของการสร้างแบบจำลองที่คล้ายคลึงกัน, เชื่อมต่อโมเลกุลและฉับเว็บไซต์กำกับของสารตกค้างเป้าหมายในการปรับเปลี่ยนตำแหน่งอวกาศอุปสรรค steric หรือความชอบน้ำ / ไฮโดร ก่อนอื่นเราระบุยีนจาก B. thuringiensis YBT-9602 ที่ encodes ไคติเนส (Chi9602) ที่อยู่ในประเภท glycosyl hydrolase 18 ครอบครัวที่มีพื้นผิวอนุรักษ์ผูกพันและลวดลายตัวเร่งปฏิกิริยาตั้งต้น เราสร้างรูปแบบโครงสร้างของรุ่นที่ถูกตัดทอนของ Chi9602 (Chi960235-459) ที่มีโดเมนตั้งต้นผูกพันโดยใช้โปรตีนคล้ายคลึงกัน 1ITX ของ Bacillus circulans เป็นแม่แบบ เราดำเนินการวิเคราะห์เชื่อมต่อโมเลกุลของ Chi960235-459 ใช้ di-N-acetyl-D-ลูลิแกนด์ จากนั้นเราจะเลือก 10 ตกค้างที่น่าสนใจจากพื้นที่เชื่อมต่อสำหรับเว็บไซต์กำกับการทดลองกลายพันธุ์และการแสดงออกใน Escherichia coli การตรวจของกิจกรรม chitinolytic ของ chitinases บริสุทธิ์เปิดเผยว่าทั้งสามสายพันธุ์ที่แสดงฤทธิ์ chitinolytic ที่เพิ่มขึ้น กลายพันธุ์ ChiW50A แสดงเพิ่มขึ้นมากกว่า 60% ในกิจกรรม chitinolytic มีค่า pH ที่คล้ายกันอุณหภูมิและความต้องการโลหะไอออนเมื่อเทียบกับป่าประเภท Chi9602 นอกจาก ChiW50A แสดงฤทธิ์ศัตรูพืชควบคุมและกิจกรรมต้านเชื้อรา การเสริมฤทธิ์โดดเด่นของการกลายพันธุ์นี้กับ B. thuringiensis การเตรียมการสร้างสปอร์คริสตัลกับ Helicoverpa armigera และ Caenorhabditis elegans ตัวอ่อนและกิจกรรมที่เห็นได้ชัดกับเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคพืชหลายคนตั้งข้อสังเกต. คำสำคัญ: ไคติเนส, แบคทีเรีย Bacillus thuringiensis การสร้างแบบจำลองที่คล้ายคลึงกัน, เชื่อมต่อโมเลกุลฉับเว็บไซต์กำกับ กิจกรรมแพลเลเดียม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เอนไซม์ไคติเนสจากแบคทีเรียมีประโยชน์ในไบโอคอนโทรลของศัตรูพืชที่สำคัญการเกษตรและเชื้อราเชื้อโรค อย่างไรก็ตาม ประโยชน์ของธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากกรรมมักจะ จำกัด โดยกิจกรรมของเอนไซม์ต่ำ ในการศึกษานี้จึงได้สร้างสายพันธุ์ Bacillus thuringiensis ที่มีของเอนไซม์เพิ่มขึ้นซึ่งกิจกรรมตามแบบจำลองโมเลกุล , docking ,และเว็บไซต์ที่ตกค้างของเป้าหมายการปรับเปลี่ยนตำแหน่งพื้นที่ , เอ อุปสรรคหรือ hydrophilicity / บรรจุภัณฑ์ . เราระบุยีนจาก B.thuringiensis ybt-9602 ที่เข้ารหัสเป็นยีนไคติเนส ( chi9602 ) เป็นของ glycosyl ครอบครัวไฮโดรเลส 18 กับพื้นผิว และการอนุรักษ์พื้นผิวลวดลายเราสร้างแบบจำลองโครงสร้างของปลายตัด รุ่น chi9602 ( chi960235-459 ) ที่มีพื้นผิวผูกโดเมนโดยใช้โปรตีนของเชื้อ Bacillus circulans 1itx เปรียบเทียบเป็นแม่แบบ เราแสดงโมเลกุลสำหรับการวิเคราะห์ chi960235-459 ใช้ di-n-acetyl-d-glucosamine เป็นลิแกนด์ .จากนั้นเราก็เลือก 10 สารตกค้างของดอกเบี้ยจาก Docking สำหรับพื้นที่เว็บไซต์กำกับการทดลองการกลายพันธุ์และการแสดงออกใน Escherichia coli วิธีของกิจกรรมของเอนไซม์ไคติเนสพบว่า chitinolytic บริสุทธิ์ 3 สายพันธุ์ มีกิจกรรม chitinolytic เพิ่มขึ้น การ chiw50a กลายพันธุ์มีเพิ่มขึ้นมากกว่า 60% ในกิจกรรม chitinolytic ด้วย pH ที่คล้ายคลึงกันความต้องการอุณหภูมิและไอออนของโลหะเมื่อเทียบกับ chi9602 . นอกจากนี้ chiw50a มีศัตรูพืชการควบคุมกิจกรรมและกิจกรรมใน . ประกาศผลที่น่าทึ่งนี้กลายพันธุ์กับ B . thuringiensis สปอร์คริสตัลการเตรียมกับ Helicoverpa armigera C ³และตัวอ่อนและชัดเจนกิจกรรมต่อต้านโรคพืช เชื้อราต่าง ๆพบว่า

คำสำคัญ :( Bacillus thuringiensis , ตัวแบบ , โมเลกุล , docking , เว็บไซต์โดยตรงของ กิจกรรมที่ .