Polymer-based protein engineering (

Polymer-based protein engineering (PBPE) offers an attractive method to predictably modify and
enhance enzyme structure and function. Using polymers that respond to stimuli such as temperature and
pH, enzyme activity and stability can be predictably modified without a dependence on molecular
biology.
Herein, we demonstrate that temperature responsive enzyme-polymer conjugates show
increased stability while retaining bioactivity and substrate affinity. The bioconjugates were synthesized
using a “grafting from” approach, where polymers were grown from a novel water-soluble initiator on
the surface of a protein using atom transfer radical polymerization. Prior to polymer synthesis, the
polymerization initiating molecule was covalently attached to surface accessible primary amines (lysine,
N-terminal) of chymotrypsin, forming a macroinitiator. Poly(N-isopropylacrylamide) and poly[N,N’-
dimethyl(methacryloylethyl) ammonium propane sulfonate] were grown separately from the initiator
modified chymotrypsin. Both polymers were selected because of their temperature-dependent conformations.
We observed that the enzyme-polymer conjugates retained temperature-dependent changes in
conformation while still maintaining enzyme function. The conjugates exhibited dramatic increases in
enzyme stability over a wide range of temperatures. We can now predictably manipulate enzyme kinetics
and stability using polymer-based protein engineering without the need for molecular biology
dependent mutagenesis.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิศวกรรมโปรตีนที่ใช้พอลิเมอร์ (PBPE) มีวิธีการน่าสนใจปรับเปลี่ยนฉาย และปรับปรุงโครงสร้างของเอนไซม์และการทำงาน ใช้โพลิเมอร์ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเช่นอุณหภูมิ และpH เอนไซม์ และเสถียรภาพสามารถฉายปรับเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องพึ่งพาในระดับโมเลกุลวิชาชีววิทยา นี้ เราแสดงให้เห็นถึงการที่อุณหภูมิตอบสนองต่อเอนไซม์พอลิเมอร์ conjugates ดูความมั่นคงเพิ่มขึ้นในขณะที่การรักษาทางชีวภาพและความสัมพันธ์ของพื้นผิว Bioconjugates ถูกสังเคราะห์ใช้เป็น "grafting จาก" วิธี โพลิเมอร์ที่ถูกพัฒนาจากอุปกรณที่ละลายในนวนิยายในพื้นผิวของโปรตีนโดยใช้อะตอมโอน polymerization รุนแรง ก่อนการสังเคราะห์พอลิเมอร์ การเริ่มต้นโมเลกุล polymerization covalently แนบกับผิวเข้าหลัก amines (แอล-ไลซีนN-terminal) ของ chymotrypsin ขึ้นรูปแบบ macroinitiator Poly(N-isopropylacrylamide) และโพลี [N, N'-dimethyl(methacryloylethyl) แอมโมเนียแก๊ส sulfonate] ถูกปลูกแยกจากอุปกรณปรับเปลี่ยน chymotrypsin โพลิเมอร์ทั้งสองถูกเลือกเนื่องจาก conformations ของพวกเขาขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเราสังเกตว่า conjugates เอนไซม์พอลิเมอร์สะสมราคาขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงในconformation ในขณะที่ยังคง รักษาฟังก์ชั่นเอนไซม์ Conjugates การจัดแสดงเพิ่มขึ้นอย่างมากความเสถียรของเอนไซม์ที่ช่วงอุณหภูมิกว้าง เราสามารถตอนนี้ฉายควบคุมจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์และความมั่นคงโดยใช้วิศวกรรมโปรตีนที่ใช้พอลิเมอร์โดยไม่ต้องอณูชีววิทยาmutagenesis ขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิศวกรรมโปรตีนพอลิเมอ-based (PBPE) มีวิธีการที่น่าสนใจในการคาดการณ์การปรับเปลี่ยนและ
เสริมสร้างโครงสร้างและการทำงานของเอนไซม์ การใช้โพลีเมอที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเช่นอุณหภูมิและ
พีเอช, เอนไซม์และความมั่นคงสามารถแก้ไขได้โดยไม่คาดฝันพึ่งพาโมเลกุล
ชีววิทยา.
ที่นี้เราแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิที่ตอบสนอง conjugates เอนไซม์พอลิเมอแสดง
ความมั่นคงที่เพิ่มขึ้นขณะที่การรักษาทางชีวภาพและความสัมพันธ์สารตั้งต้น bioconjugates ถูกสังเคราะห์
โดยใช้ "การปลูกถ่ายอวัยวะจาก" วิธีการที่ถูกโพลีเมอเติบโตขึ้นจากริเริ่มละลายน้ำนวนิยายบน
พื้นผิวของโปรตีนโดยใช้การโอนอะตอมพอลิเมอรุนแรง ก่อนที่จะมีการสังเคราะห์พอลิเมอ
พอลิเมอเริ่มต้นโมเลกุลติด covalently ผิวเอมีนหลักที่สามารถเข้าถึงได้ (ไลซีน,
N-Terminal) ของ chymotrypsin รูป macroinitiator midi (N-isopropylacrylamide) และโพลี [N, N'-
dimethyl (methacryloylethyl) โพรเพนแอมโมเนียมซัลโฟเนต] มีปลูกอยู่แยกต่างหากจากการริเริ่ม
แก้ไข chymotrypsin โพลีเมอทั้งสองได้รับการคัดเลือกเพราะ conformations อุณหภูมิขึ้นอยู่กับพวกเขา.
เราตั้งข้อสังเกตว่า conjugates เอนไซม์พอลิเมอสะสมการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิขึ้นอยู่ใน
โครงสร้างในขณะที่ยังคงรักษาฟังก์ชั่นการทำงานของเอนไซม์ conjugates แสดงการเพิ่มขึ้นอย่างมากใน
ความมั่นคงของเอนไซม์ในช่วงกว้างของอุณหภูมิ ตอนนี้เราสามารถคาดการณ์จัดการจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์
และความมั่นคงโดยใช้วิศวกรรมโปรตีนลิเมอร์ที่ใช้โดยไม่ต้องใช้อณูชีววิทยา
ฉับขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิศวกรรมโปรตีนตาม ( pbpe ) เสนอวิธีที่น่าสนใจที่จะคาดการณ์แก้ไขและ
เพิ่มโครงสร้างของเอนไซม์ และฟังก์ชัน การใช้พอลิเมอร์ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้า เช่น อุณหภูมิ และ pH ของเอนไซม์
, เสถียรภาพและสามารถคาดการณ์การแก้ไขโดยไม่ต้องพึ่งพาอณูชีววิทยา
.
ในที่นี้ เราแสดงให้เห็นถึงอุณหภูมิที่เอนไซม์พอลิเมอร์สารประกอบที่แสดง
ตอบการเพิ่มความมั่นคงขณะที่การรักษาพื้นผิวและความสัมพันธ์กัน การ bioconjugates สังเคราะห์
โดยใช้ " การจาก " วิธีการที่วัสดุปลูกจากต้นตำรับนวนิยายละลายบน
พื้นผิวของโปรตีนที่ใช้โอนอะตอมหัวรุนแรงพอลิเมอไรเซชัน ก่อน
การสังเคราะห์พอลิเมอร์พอลิเมอไรเซชันแบบโมเลกุลเป็น covalently แนบกับพื้นผิวเอมีนปฐมภูมิเข้าถึง ( ไลซีนกรดอะมิโนของเอนไซม์ไคโมทริปซิน
) รูป macroinitiator . พอลิ n-isopropylacrylamide ) และพอลิ [ N , N ' -
ไดเมทิล ( methacryloylethyl ) แอมโมเนียมซัลเพน ] ปลูกแยกต่างหากจากริเริ่ม
แก้ไขสิบโท .พอลิเมอร์ถูกเลือกเพราะอุณหภูมิขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกเขา .
เราพบว่าเอนไซม์พอลิเมอร์สารประกอบขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างการ
ในขณะที่ยังคงรักษาเอนไซม์หน้าที่ สารประกอบที่มีเพิ่มขึ้นอย่างมากใน
เสถียรภาพเอนไซม์กว่าช่วงกว้างของอุณหภูมิ ตอนนี้เราสามารถคาดการณ์จัดการเอนไซม์จลนศาสตร์
และเสถียรภาพการใช้โพลิเมอร์พื้นฐานวิศวกรรมโปรตีนโดยไม่ต้องพึ่งพาการอณูชีววิทยา
.