Engineering of biocatalysts: From evolution to creation

ACS Catalysis

Volumn 1, Issue 9, 2011, Pages 1017-1021

  Quin, Maureen B ^a   Schmidt Dannert, Claudia ^a  

^a UNIVERSITY OF MINNESOTA   (United States)

Author keywords

biocatalysts; de novo design; directed evolution; enzyme engineering; semirational design

Indexed keywords

CATALYTIC EFFICIENCIES; CHEMICAL CATALYST; DE NOVO DESIGN; DESIGN TECHNIQUE; DIRECTED EVOLUTION; ENVIRONMENTALLY FRIENDLY ALTERNATIVES; ENZYME ENGINEERING; EXPONENTIAL GROWTH; HIGH-THROUGHPUT; INDUSTRIAL SETTINGS; MUTANT LIBRARIES; NATURAL ENZYME; REACTION CONDITIONS; SELECTION PROCESS; SEMIRATIONAL DESIGN;

ALGORITHMS; DESIGN; ENZYMES; INDUSTRIAL APPLICATIONS;

BIOCATALYSTS;

EID: 80052441681     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs200217t     Document Type: Review

References (40)

1. Wohlgemuth, R. New Biotechnol. 2009, 25, 204-213
2. Keasling, J. D. ACS Chem. Biol. 2008, 3, 64-76
3. Jiang, L.; Althoff, E. A.; Clemente, F. R.; Doyle, L.; Rothlisberger, D.; Zanghellini, A.; Gallaher, J. L.; Betker, J. L.; Tanaka, F.; Barbas, C. F., 3rd; Hilvert, D.; Houk, K. N.; Stoddard, B. L.; Baker, D. Science 2008, 319, 1387-1391
4. Rothlisberger, D.; Khersonsky, O.; Wollacott, A. M.; Jiang, L.; DeChancie, J.; Betker, J.; Gallaher, J. L.; Althoff, E. A.; Zanghellini, A.; Dym, O.; Albeck, S.; Houk, K. N.; Tawfik, D. S.; Baker, D. Nature 2008, 453, 190-195
5. Siegel, J. B.; Zanghellini, A.; Lovick, H. M.; Kiss, G.; Lambert, A. R; St Clair, J. L.; Gallaher, J. L.; Hilvert, D.; Gelb, M. H.; Stoddard, B. L.; Houk, K. N.; Michael, F. E.; Baker, D. Science 2010, 329, 309-313
6. Labrou, N. E. Curr. Protein Pept. Sci. 2010, 11, 91-100
7. Reetz, M. T. A method for rapid directed evolution. In Protein Engineering Handbook; Lutz, S.; Bornscheuer, U. T., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2011; pp 409-440.
8. Zhou, Y. H.; Zhang, X. P.; Ebright, R. H. Nucleic Acids Res. 1991, 19, 6052
9. Stemmer, W. P. Nature 1994, 370, 389-391
10. Bornscheuer, U. T.; Altenbuchner, J.; Meyer, H. H. Biotechnol. Bioeng. 1998, 58, 554-559
11. Mohan, U.; Banerjee, U. C. ChemBioChem 2008, 9, 2238-2243
12. Wong, T. S.; Tee, K. L.; Hauer, B.; Schwaneberg, U. Nucleic Acids Res. 2004, 32, e26
13. Seelig, B.; Szostak, J. W. Nature 2007, 448, 828-831
14. Cho, G.; Keefe, A. D.; Liu, R.; Wilson, D. S.; Szostak, J. W. J. Mol. Biol. 2000, 297, 309-319
15. Cho, G. S.; Szostak, J. W. Chem. Biol. 2006, 13, 139-147
16. Dalby, P. A. Recent Pat. Biotechnol. 2007, 1, 1-9
17. Reetz, M. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 138-174
18. Turner, N. J. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 567-573
19. Olsen, M. J.; Stephens, D.; Griffiths, D.; Daugherty, P.; Georgiou, G.; Iverson, B. L. Nat. Biotechnol. 2000, 18, 1071-1074
20. Shim, J. U.; Olguin, L. F.; Whyte, G.; Scott, D.; Babtie, A.; Abell, C.; Huck, W. T.; Hollfelder, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15251-15256
21. Lutz, S.; Patrick, W. M. Curr. Opin. Biotechnol. 2004, 15, 291-297
22. Lutz, S. Curr. Opin. Biotechnol. 2010, 21, 734-743
23. Kazlauskas, R. J.; Bornscheuer, U. T. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 526-529
24. Damborsky, J.; Brezovsky, J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2009, 13, 26-34
25. Bommarius, A. S.; Blum, J. K.; Abrahamson, M. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2011, 15, 194-200
26. Fox, R. J.; Davis, S. C.; Mundorff, E. C.; Newman, L. M.; Gavrilovic, V.; Ma, S. K.; Chung, L. M.; Ching, C.; Tam, S.; Muley, S.; Grate, J.; Gruber, J.; Whitman, J. C.; Sheldon, R. A.; Huisman, G. W. Nat. Biotechnol. 2007, 25, 338-344
27. Reetz, M. T.; Wang, L. W.; Bocola, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 1236-1241
28. Wu, S.; Acevedo, J. P.; Reetz, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 2775-2780
29. Hohne, M.; Schatzle, S.; Jochens, H.; Robins, K.; Bornscheuer, U. T. Nat. Chem. Biol. 2010, 6, 807-813
30. Leaver-Fay, A.; Tyka, M.; Lewis, S. M.; Lange, O. F.; Thompson, J.; Jacak, R.; Kaufman, K.; Renfrew, P. D.; Smith, C. A.; Sheffler, W.; Davis, I. W.; Cooper, S.; Treuille, A.; Mandell, D. J.; Richter, F.; Ban, Y. E.; Fleishman, S. J.; Corn, J. E.; Kim, D. E.; Lyskov, S.; Berrondo, M.; Mentzer, S.; Popovic, Z.; Havranek, J. J.; Karanicolas, J.; Das, R.; Meiler, J.; Kortemme, T.; Gray, J. J.; Kuhlman, B.; Baker, D.; Bradley, P. Methods Enzymol. 2011, 487, 545-574
31. Zanghellini, A.; Jiang, L.; Wollacott, A. M.; Cheng, G.; Meiler, J.; Althoff, E. A.; Rothlisberger, D.; Baker, D. Protein Sci. 2006, 15, 2785-2794
32. Garcia-Viloca, M.; Gao, J.; Karplus, M.; Truhlar, D. G. Science 2004, 303, 186-195
33. Golynskiy, M. V.; Seelig, B. Trends Biotechnol. 2010, 28, 340-345
34. Ose, T.; Watanabe, K.; Mie, T.; Honma, M.; Watanabe, H.; Yao, M.; Oikawa, H.; Tanaka, I. Nature 2003, 422, 185-189
35. Kuhlman, B.; Baker, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000, 97, 10383-10388
36. Thorn, S. N.; Daniels, R. G.; Auditor, M. T.; Hilvert, D. Nature 1995, 373, 228-230
37. Khersonsky, O.; Rothlisberger, D.; Wollacott, A. M.; Murphy, P.; Dym, O.; Albeck, S.; Kiss, G.; Houk, K. N.; Baker, D.; Tawfik, D. S. J. Mol. Biol. 2011, 407, 391-412
38. Maglio, O.; Nastri, F.; Calhoun, J. R.; Lahr, S.; Wade, H.; Pavone, V.; DeGrado, W. F.; Lombardi, A. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 539-549
39. Faiella, M.; Andreozzi, C.; de Rosales, R. T.; Pavone, V.; Maglio, O.; Nastri, F.; DeGrado, W. F.; Lombardi, A. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 882-884
40. Ghirlanda, G. Nature 2008, 453, 164-166