Core Concepts
C. thermocellum AdhE 초구조체의 확장된 형태가 아세트알데히드와 같은 독성 중간체를 효과적으로 격리하여 에탄올 생산을 증가시킬 수 있다.
Abstract
이 연구는 C. thermocellum의 주요 에탄올 생산 경로인 bifunctional aldehyde-alcohol dehydrogenase (AdhE)의 구조와 기능을 분석하였다.
주요 내용은 다음과 같다:
C. thermocellum AdhE는 주로 확장된 나선형 초구조체(spirosome)를 형성하며, 이는 E. coli AdhE의 주된 형태인 압축된 구조와 다르다.
고해상도 cryo-EM 구조 분석 결과, C. thermocellum AdhE 초구조체에는 ALDH와 ADH 활성 부위 사이를 연결하는 밀폐된 채널이 존재한다.
분자동역학 시뮬레이션을 통해, 이 채널이 아세트알데히드와 같은 독성 중간체를 효과적으로 격리하여 보유하는 것으로 나타났다. 반면 압축된 구조에서는 중간체가 빠르게 유출되었다.
이러한 결과는 C. thermocellum AdhE의 확장된 초구조체가 에탄올 생산에 더 효과적일 수 있음을 시사한다. 이는 독성 중간체 격리를 통해 생산성을 높일 수 있는 새로운 전략을 제공한다.
Stats
C. thermocellum AdhE 초구조체의 확장된 형태와 압축된 형태 사이에 아세트알데히드 체류 시간에 큰 차이가 있었다.
확장된 초구조체에서 아세트알데히드는 200ns 이상 체류하였지만, 압축된 초구조체에서는 4-30ns 내에 유출되었다.
Quotes
"The containment strategy found in this enzyme offers a template that could be replicated in other systems where toxic intermediates need to be sequestered to increase the production of valuable biochemicals."
"Altogether, these data show that there are interface residue patterns that could contribute to the preferred apo conformation of the spirosome."