Spytag/Spycatcher環化は、メソフィリック酵素の沸騰に対する回復力を付与します

Spytagは、タンパク質パートナーのSpycatcherと自発的にアミド結合を形成するペプチドです。Spytagは、パートナーが酵素の末端を一緒にロックするために反応するように、C末端のβ-ラクタマーゼとスパイカッチャーのN末端で融合しました。野生型酵素は、37°Cを超える凝集を伴い、不可逆的な活動が失われます。環状β-ラクタマーゼは、100°Cで加熱した後でも可溶性でした。冷却後、触媒活性が回復しました。Spytag/Spycatcherの環化は、環化への代替アプローチによって達成されたものよりもはるかに大きな安定性の増加をもたらしました。環化されたジヒドロ葉酸レダクターゼも同様に回復力がありました。熱量測定による展開を分析すると、環化は展開温度を上昇させず、熱応力後の繰り返しを促進したことが示されました。Spytag/Spycatcherのサンドイッチは、酵素環化へのシンプルで効率的なルートを表しており、バイオ触媒の堅牢性を大幅に向上させる可能性があります。

SpyTag is a peptide that spontaneously forms an amide bond with its protein partner SpyCatcher. SpyTag was fused at the N terminus of β-lactamase and SpyCatcher at the C terminus so that the partners could react to lock together the termini of the enzyme. The wild-type enzyme aggregates above 37 °C, with irreversible loss of activity. Cyclized β-lactamase was soluble even after heating at 100 °C; after cooling, the catalytic activity was restored. SpyTag/SpyCatcher cyclization led to a much larger increase in stability than that achieved through point mutation or alternative approaches to cyclization. Cyclized dihydrofolate reductase was similarly resilient. Analyzing unfolding through calorimetry indicated that cyclization did not increase the unfolding temperature but rather facilitated refolding after thermal stress. SpyTag/SpyCatcher sandwiching represents a simple and efficient route to enzyme cyclization, with potential to greatly enhance the robustness of biocatalysts.