Направленная мутагенез двухдоменной лакказы ScaSL для получения биокатализатора с улучшенными характеристиками

Анализ структуры двухдоменной лакказы ScaSL из Streptomyces carpinensis VKM Ac-1300 (со средним редокс-потенциалом) выявил детерминанты, которые могли бы повлиять на увеличение потенциала ScaSL. Был проведён направленный мутагенез лакказы ScaSL, получены мутанты H286A, H286T, H286W и F232Y/F233Y. Замена His286 на Ala привела к снижению редокс-потенциала (0,45 В) и к увеличению стабильности при pH 9 и 11; замена на Thr привела к увеличению редокс-потенциала (0,51 В) но к снижению термостойкости белка; замена на Trp не повлияла на свойства фермента. Замена остатков Phe232 и Phe233 на Tyr привела к смещению активности фермента в кислую область pH без изменения редокс-потенциала и к снижению термостабильности и pH-стабильности фермента. Все мутанты более эффективно окисляли фенольный субстрат 2,6-диметоксифенол (2,6-DMP) и могли участвовать в прямой передаче электрона (DET) с электродами, модифицированными многостенными углеродными нанотрубками (MWCNT). Мутант F232Y/F233Y не мог разрушать трифенилметановые красители без медиатора, но показывал более высокий уровень обесцвечивания азо-красителей в присутствии медиатора. Кристаллическая структура лакказы с наивысшим потенциалом была определена с высоким разрешением.