Báo cáo khoa học: Molecular imprinting of cyclodextrin glycosyltransferases from Paenibacillus sp. A11 and Bacillus macerans with c-cyclodextrin

Molecular Imprinting Of Cyclodextrin Glycosyltransferases

Tác giả: Jarunee Kaulpiboon, Piamsook Pongsawasdi, and Wolfgang Zimmermann

Lĩnh vực: Hóa sinh, Công nghệ sinh học

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này trình bày phương pháp cải thiện khả năng sản xuất cyclodextrin (CD) của enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) từ hai loại vi khuẩn là Paenibacillus sp. A11 và Bacillus macerans. Các enzyme CGTase tự nhiên thường tạo ra hỗn hợp các loại CD khác nhau, đòi hỏi quá trình tách chiết phức tạp. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã áp dụng kỹ thuật “molecular imprinting” (khuôn mẫu phân tử) để tạo ra các protein CGTase được cải tiến (gọi là CLIP CGTase). Quá trình này bao gồm việc định hình enzyme xung quanh phân tử CD8, sau đó cố định cấu trúc này bằng phương pháp crosslinking. Kết quả cho thấy các CLIP CGTase được tạo ra có khả năng sản xuất CD8 với hiệu suất tăng lên đáng kể, gấp nhiều lần so với enzyme gốc. Bên cạnh đó, các enzyme này còn cho thấy độ bền cao hơn trong các điều kiện dung môi hữu cơ và nhiệt độ. Kỹ thuật này mở ra hướng đi mới trong việc điều chỉnh đặc tính sản phẩm của enzyme để ứng dụng trong công nghiệp.

Mục lục chi tiết:

• Keywords
• Correspondence
• Abstract
• Introduction
• Results and Discussion
• Table 1. Degree of derivatization of the CGTases from A11 and BM obtained with different protein/itaconic anhydride ratios and remaining cyclization activity.
• Fig. 1. Effect of pH on the native (dotted line), immobilized (solid line) and CD8-imprinted CLIP CGTase (dashed line) activity at 40 °C.
• Fig. 2. Effect of temperature on native (dotted line), immobilized (solid line) and CD8-imprinted CLIP CGTase (dashed line) activity at pH 6.0.
• Fig. 3. Effect of temperature on native (dotted line), immobilized (solid line) and CD8-imprinted CLIP CGTase (dashed line) activity.
• Table 2. Yields and product ratios of the native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases from A11 and BM.
• Fig. 4. HPAEC analysis of CD synthesized by different CGTase preparations from A11 (A, C) and BM (B, D) at 40 °C for 24 h (A, B) and 30 min (C, D).
• Table 3. Comparison of the cyclization, coupling and hydrolysis activities catalyzed by native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases from A11 and BM.
• Fig. 5. Time course of CD8 formation by native (▲), immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases (O) from A11 (A) and BM (B).
• Fig. 6. Yield of CD8 synthesized by the native (black bars), immobilized (gray bars) and CD8-imprinted CLIP CGTases (white bars) with different substrates at pH 6.0 for 30 min.
• Materials and enzymes
• CGTase assays and protein determination
• Analysis of cyclodextrins
• Crosslinking of imprinted derivatized CGTases
• Effect of pH and temperature on native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTase activity
• Effect of pH on native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTase stability
• Effect of temperature on native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTase stability
• Stability of native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases in organic solvents
• Reuse stability of immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases
• Synthesis of CDs with native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases
• Substrate specificity of native, immobilized and CD8-imprinted CLIP CGTases
• Acknowledgements
• References