Zeitschrift für Data Mining in Genomics & Proteomics

Abstrakt

Motivdesign für Nitrilasen

Nikhil Sharma und Tek Chand Bhalla

Nitrilase ist eines der Nitril metabolisierenden Enzyme, das die Umwandlung von Nitrilen in die entsprechenden Säuren katalysiert, was in der grünen Chemie an Bedeutung gewonnen hat. Nitrilase ist substratspezifisch, wirkt aber auf eine große Bandbreite von Nitrilen (aliphatisch/aromatisch), und hat aufgrund ihrer Nützlichkeit bei der milden Hydrolyse Aufmerksamkeit erregt. Die meisten der bisher bekannten Nitrilasen wurden physikalisch aus mikrobiellen/pflanzlichen Quellen extrahiert und charakterisiert. Um Sequenzen für Nitrilasen zu identifizieren, wurden zwei Motivgruppen entwickelt, nämlich aliphatische Nitrilasemotive (MDMAl) und aromatische Nitrilasemotive (MDMAr), jede mit vier Motiven, die speziell zu Nitrilasen mit konservierter katalytischer Triade (Glu-48, Lys-131, Cys-165) gehören, die als Marker für Nitrilase verwendet werden können. Konservierte Regionen wurden durch Durchführung eines Multiple Sequence Alignment (MSA) unter Verwendung von Multiple EM for Motif Elicitation (MEME) identifiziert. Die manuell entworfenen Motive (MDMs) wurden von ScanProsite validiert und ihre Präsenz wurde auch von PRATT, Gblocks und MEME bestätigt. Die ScanProsite-Suche nach MDMAr ergab einige neue Quellen aromatischer Nitrilase aus Pflanzen, Tieren und Mikroben, während MDMAl nur Nitrilase aus Mikroben aufwies. Neben der Identifizierung einzigartiger Motive, um ihre Substratspezifität für Nitrile zu bestätigen, wurden zufällig ausgewählte Sequenzen durch das Studium einiger wichtiger physikochemischen Parameter und positionsspezifischer Aminosäuren validiert.