Замена осевого лиганда метионина у меди T1 на фенилаланиновый лиганд, характерный для грибковых лакказ (M298F), вызывает локальные структурные возмущения, приводящие к термической нестабильности и снижению каталитической эффективности малой лакказы Streptomyces coelicolor A3(2)

Многие промышленные процессы протекают при повышенных температурах или в широком диапазоне значений pH и солёности. Однако использование ферментов для проведения биокатализа в таких условиях часто непрактично или даже невозможно. Лакказы (EC 1.10.3.2), составляющие обширное семейство мультикупровых оксидаз, уже давно применяются в промышленности. Хотя грибные лакказы во многих отношениях считаются превосходящими бактериальные аналоги, в последнее время бактериальные лакказы привлекают всё больше внимания. Несмотря на более низкий окислительно-восстановительный потенциал по сравнению с грибными лакказами, бактериальные лакказы обычно обладают более высокой термической стабильностью, функционируют в более широком диапазоне pH, не содержат посттрансляционных модификаций и поэтому могут служить перспективным каркасом для направленной эволюции с целью получения ферментов с улучшенными свойствами. Ранее было опубликовано несколько исследований, посвящённых мутациям осевого лиганда в сайте меди T1. Однако структурные данные о локальных и глобальных изменениях, вызываемых этими мутациями, до сих пор основывались исключительно на результатах вычислительного анализа. В настоящем исследовании мы провели структурную и кинетическую характеристику нескольких наиболее часто описываемых мутаций осевого лиганда бактериальной малой лакказы (SLAC) из Streptomyces coelicolor. Если одна из мутаций (Met на Leu) повышает термическую стабильность фермента, то другая (Met на Phe) оказывает противоположный эффект. Рентгеновская кристаллография показала, что эти мутации вызывают локальную структурную перестройку сайта T1. Наш анализ подтверждает ранее полученные данные о том, что у SLAC точечные мутации, изменяющие идентичность осевого лиганда меди T1, недостаточны для существенного повышения каталитической эффективности и в некоторых случаях, напротив, могут неблагоприятно влиять на параметры термической стабильности фермента.