2018 Guidi SciRep
Strategic single point mutation yealds a solvent- and salt-stable transaminase from Virgibacillus sp. in soluble form
Guidi B, Planchestainer M, Contente ML, Laurenzi T, Eberini I, Gourlay LJ, Romano D, Paradisi F, Molinari F.
Le transaminasi (TA) sono tra i biocatalizzatori più interessanti nella sintesi organica per la preparazione di ammine otticamente pure. La semplicità della reazione, l'eccellente enantioselettività e la compatibilità ambientale sono tra le caratteristiche che rendono le TA dei veri e propri (bio)catalizzatori industriali.
Una nuova transaminasi (VbTA) è stata identificata dal genoma del batterio marino altamente alotollerante Virgibacillus21D ed espressa in Escherichia coli, ma la proteina (aldilà di numerosi tentativi di ottimizzazione) è risultata in ogni caso espressa in forma insolubile. Un’analisi comparativa di bioinformatica strutturale ha permesso di rilevare la presenza di un residuo amminoacidico fondamentale per la stabilizzazione di dimeri comune in molte TA stabili e solubili ed assente nella struttura di VbTA. Dopo una singola mutazione il mutante VbTA T16F è stato espresso con successo in forma solubile e caratterizzato. VbTA T16F ha mostrato un'elevata stabilità nei confronti dei solventi organici polari e dell'esposizione al sale, accettando principalmente ammine aromatiche idrofobe e substrati carbonilici. La struttura cristallina a risoluzione 2.0 Å di VbTA T16F è stata riportata, e insieme ai calcoli computazionali, ha rivelato che questa mutazione è cruciale per la corretta stabilizzazione attraverso la formazione di un dimero e quindi per il corretto ripiegamento, che porta all'espressione della proteina in forma solubile.
