Mapping enzyme catalysis with metabolic biosensing.
酶工程的核心瓶颈在于高通量检测酶产物形成。本文提出一种通用且可扩展的代谢生物传感策略，将宿主细胞自身的代谢网络作为生物传感器，用于推断嵌入其中的酶是否产生目标产物。由于不同产物在合成过程中消耗不同的中心代谢物，酶活性的差异会以独特方式扰动宿主代谢组，并可通过质谱进行测量。作者将该策略与打印液滴微流控和 MALDI-MS 成像结合，对...
Engineering the Turnover Stability of Cellobiose Dehydrogenase toward Long-Term Bioelectronic Applications.
纤维素脱氢酶（CDH）是一种适用于生物电化学应用的氧化还原酶。其双域结构使这种黄素-血红素酶能够与生物传感器和生物燃料电池电极建立直接电子转移。然而，CDH 在周转条件下的有限稳定性限制了其在这些器件中的应用。本研究旨在通过半理性、高通量酶工程提高 CDH 的周转稳定性。作者在 96 孔板体系中筛选了 13736 个菌落，并选出 1...
Genetically Encodable Scaffolds for Optimizing Enzyme Function.
酶工程是合成生物学领域不可或缺的工具，旨在使酶执行新颖或改进的功能。实现这些目标有时不能仅依靠改变酶自身的一级序列。利用蛋白或核酸支架增强酶性质已被报道应用于化学品微生物生产、生物传感器开发和生物修复等场景。此类酶-支架组装体的主要优势包括优化反应条件、改善代谢通量以及提高酶稳定性。本综述总结了利用可遗传编码支架辅助酶定向部署的最新...
Microbial lipases and their industrial applications: a comprehensive review.
脂肪酶是一类多功能酶，可来源于动物、植物和微生物，其中微生物脂肪酶（EC 3.1.1.3）因来源多样、产量高、易于遗传操作、稳定性好且供应稳定，在工业中具有重要价值。微生物脂肪酶可催化长链三酰甘油的水解、酯化、醇解、转酯化和氨解等反应，并广泛应用于生物柴油、食品饮料、皮革、纺织、洗涤剂、医药和医疗等领域。固定化可显著提高脂肪酶的稳定...
Acclimation of bacterial cell state for high-throughput enzyme engineering using a DmpR-dependent transcriptional activation system.
基于遗传电路的生物传感器已成为合成生物学中筛选新型生物催化剂和代谢途径的有效分析工具。σ54 依赖性转录因子（TF）相较于多数管家型 σ70 转录因子具有本底沉默特性，可作为此类生物传感器的有价值元件。本文表明，σ54 依赖性 TF 的独特性质可用于调控宿主细胞状态，使其更适合高通量筛选。作者利用鸟苷（五）四磷酸（(p)ppGpp）...
Biosensor-based enzyme engineering approach applied to psicose biosynthesis.
本文报道了一种用于 D-psicose（D-阿洛酮糖，D-allulose）生物合成的基于生物传感器的酶工程筛选策略。D-psicose 是一种天然含量低、非毒性、具有甜味且可能有助于对抗肥胖和 2 型糖尿病的稀有糖。作者以 Clostridium cellulolyticum 来源的 D-psicose 3-差向异构酶（DPEas...
Optimization of a nicotine degrading enzyme for potential use in treatment of nicotine addiction.
吸烟和烟草使用仍是全球最大可预防死因。近期提出一种治疗策略：给予可降解尼古丁的酶，降低尼古丁进入大脑并削弱其强化效应。此前已在大鼠尼古丁自我给药模型中通过给予假单胞菌来源的胺氧化酶 NicA2 建立临床前概念验证。本文报道为潜在治疗用途优化 NicA2 的工作，包括提高催化效力、改善药代动力学并降低免疫原性。作者对 NicA2 全部...
The Development of Bacterial Carboxylesterase Biological Recognition Elements for Cocaine Detection.
基于酶识别元件的生物传感器因催化过程可产生多种可测量反应产物而具有吸引力。本研究通过工程化细菌羧酸酯酶（CEs）开发用于毒品检测的生物传感器识别元件，利用其在毒品代谢中的作用。插入Cys标签使酶能结合到生物传感器换能器表面，将反应产物转化为检测系统信号。研究成功完成重组酶PnbA1、PnbA2及工程化酶PnbA1-cys、PnbA2...
Noninvasive hypoxia monitor based on gene-free engineering of lactate oxidase for analysis of undiluted sweat.
本文报道了一种基于普鲁士蓝的乳酸生物传感器，其上限检测限显著提高，适用于未稀释汗液分析。作者在高有机溶剂（约90%异丙醇）的水–异丙醇混合体系中固定化乳酸氧化酶，实现无需基因工程的酶界面工程。为降低酶对乳酸的结合常数，采用带负电荷的全氟磺酸离子聚电解质（Nafion类似物）屏蔽乳酸氧化酶活性中心中带正电荷的底物结合位点。由3% γ-...
Characterization and engineering of a novel pyrroloquinoline quinone dependent glucose dehydrogenase from Sorangium cellulosum So ce56.
本研究从Sorangium cellulosum So ce56中分离获得一种新型吡咯喹啉醌（PQQ）依赖葡萄糖脱氢酶样酶，克隆其推测编码区并在大肠杆菌中过表达，对重组酶进行纯化与表征。重组蛋白表观相对分子质量为63 kDa，与Acinetobacter calcoaceticus的PQQ GDH-B具有43%同源性。在PQQ和Ca...