Engenharia Enzimática
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Abstrato

Predição da constante de Michaelis-Menten na reação de beta-celobiosidases com lactosídeo como substrato

Shaomin Yan e Guang Wu

A constante de Michaelis-Menten, Km, é importante para entender as características da enzima e sua relação com substratos e inúmeras condições em reações bioquímicas. Embora o rápido desenvolvimento seja evidenciado na pesquisa enzimática, o valor de Km em cada enzima sob várias condições ainda precisa ser medido individualmente. Por outro lado, as técnicas computacionais modernas e a bioinformática fornecem a oportunidade de prever teoricamente Km em enzimas com diferentes substratos sob várias condições. A celulose 1,4-beta-celobiosidase é uma enzima usada na hidrólise de celulose para a indústria de biocombustíveis, e grandes esforços são feitos para aumentar sua eficiência por meio da busca por novas cepas de beta-celobiosidase, bem como engenharia enzimática. Portanto, é considerado importante desenvolver métodos para prever o valor de Km na reação da beta-celobiosidase. Neste estudo, as informações das propriedades dos aminoácidos na beta-celobiosidase, pH e temperatura na reação, e lactosídeo como substrato foram escolhidos como preditores para prever os valores de Km por redes neurais de retropropagação feedforward, e o delete-1 jackknife foi usado para validar o modelo preditivo. Os resultados mostram que 11 das 25 propriedades de aminoácidos escaneadas podem atuar como preditores, e que a probabilidade de distribuição de aminoácidos pareceu o melhor preditor. A estrutura de duas camadas da configuração da rede neural foi suficiente para a varredura inicial. Em consonância com estudos anteriores, o valor de Km das reações enzimáticas foi previsível usando informações da sequência enzimática e condições de reação com modelos de rede neural.