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Rational engineering of homospermidine synthase for enhanced catalytic efficiency toward spermidine synthesis

Synthetic and Systems Biotechnology 2024年第3期9卷 549-557页

作者： Wenjing Liu Xiaoxiang Hu Yi Yan Yujie Cai The Key Laboratory of Industrial Biotechnology Ministry of EducationSchool of BiotechnologyJiangnan University1800 Lihu RoadWuxiJiangsu214122China

Spermidine is a naturally occurring polyamine widely utilized in the prevention and treatment of various *** spermidine biosynthetic methods have problems such as low efficiency and complex multi-enzyme *** on sequence-structure-function relationships,we engineered the widely studied homospermidine synthase from Blastochloris viridis(BvHSS)and obtained mutants that could catalyze the production of spermidine from 1,3-diaminopropane and *** specific activities of BvHSS and the mutants D361E and E232D+D361E(E232D-D)were 8.72,46.04 and 48.30 U/mg,*** optimal pH for both mutants was 9.0,and the optimal temperature was 50◦*** docking and dynamics simulations revealed that mutating aspartic acid at position 361 to glutamic acid narrowed the substrate binding pocket,promoting stable spermidine ***,mutating glutamic acid at position 232 to aspartic acid enlarged the substrate channel entrance,facilitating substrate entry into the active pocket and enhancing spermidine *** whole-cell catalysis lasting 6 h,D361E and E232D-D synthesized 725.3 and 933.5 mg/L of spermidine,*** study offers a practical approach for single-enzyme catalyzed spermidine synthesis and sheds light on the crucial residues influencing homospermidine synthase catalytic activity in spermidine production.

关键词： homospermidine synthase Polyamine Site-directed mutagenesis Spermidine Structural analysis

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