透過性GBPAは、溶解性多糖モノオキシゲナーゼの中性子散乱実験を可能にします

溶解性多糖モノオキシゲナーゼ（LPMOS）は、再発生性多糖類の分解を触媒する表面活性レドックス酵素であり、再生可能源からのエネルギー生産のための重要なツールになります。さらに、LPMOは真菌、細菌、ウイルスの重要な毒性因子です。ただし、触媒メカニズムと不溶性の結晶基質との相互作用に関して、多くの知識ギャップが依然として存在しています。さらに、X線結晶学などの従来の構造生物学技術は、通常、触媒的に重要な残基のプロトン化状態を明らかにしません。対照的に、中性子結晶学は、重要なサンプル量の要件と水素の大きな一貫性のない散乱信号に関連する課題がありますが、この情報を取得するのに非常に適しています。ターゲットとして、コレラvibrioのn-アセチルグルコサミン結合タンパク質A（GBPA）を使用して、LPMOSの中性子ベースの技術の実現可能性を実証することに着手しました。GBPAは、キチンを定着および劣化させるために細菌によって分泌される多機能タンパク質です。私たちは、効率的な重水素プロトコルを開発しました。これにより、10 mgを超える純粋な97％の純粋な重染色タンパク質あたり発現メディアが生成され、国際施設でさらに拡大されました。重角X線および中性子X線および中性子散乱研究で示されているように、そのLPMOドメインのX線結晶構造（1.1Å分解能）で実証されているように、脂肪分解されたタンパク質は触媒活性と構造を保持し、中性子の段階を設定しますその基質キチンを使用した散乱実験。

Lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs) are surface-active redox enzymes that catalyze the degradation of recalcitrant polysaccharides, making them important tools for energy production from renewable sources. In addition, LPMOs are important virulence factors for fungi, bacteria, and viruses. However, many knowledge gaps still exist regarding their catalytic mechanism and interaction with their insoluble, crystalline substrates. Moreover, conventional structural biology techniques, such as X-ray crystallography, usually do not reveal the protonation state of catalytically important residues. In contrast, neutron crystallography is highly suited to obtain this information, albeit with significant sample volume requirements and challenges associated with hydrogen's large incoherent scattering signal. We set out to demonstrate the feasibility of neutron-based techniques for LPMOs using N-acetylglucosamine-binding protein A (GbpA) from Vibrio cholerae as a target. GbpA is a multifunctional protein that is secreted by the bacteria to colonize and degrade chitin. We developed an efficient deuteration protocol, which yields >10 mg of pure 97% deuterated protein per liter expression media, which was scaled up further at international facilities. The deuterated protein retains its catalytic activity and structure, as demonstrated by small-angle X-ray and neutron scattering studies of full-length GbpA and X-ray crystal structures of its LPMO domain (to 1.1 Å resolution), setting the stage for neutron scattering experiments with its substrate chitin.