Design and analysis of enhanced catalysis in scaffolded multienzyme cascade reactions

ACS Catalysis

Volumn 4, Issue 2, 2014, Pages 505-511

  Lin, Jyun Liang ^a   Palomec, Leidy ^a   Wheeldon, Ian ^a  

^a University of California Riverside   (United States)

Author keywords

cascade; DNA nanostructures; enzyme kinetics; enzyme scaffold; multienzyme; protein engineering; substrate channeling

Indexed keywords

BIFUNCTIONAL ENZYMES; DESIGN AND ANALYSIS; DNA NANOSTRUCTURES; MULTIENZYME; PRELIMINARY DESIGN; PROTEIN ENGINEERING; SPATIAL ORGANIZATION; SUBSTRATE CHANNELINGS;

CASCADES (FLUID MECHANICS); CATALYSIS; DESIGN; ENZYME KINETICS; NANOSTRUCTURES; NUCLEIC ACIDS; SCAFFOLDS (BIOLOGY); SUBSTRATES;

BIOCHEMICAL ENGINEERING;

EID: 84893875899     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs401009z     Document Type: Review

References (47)

1. Wu, X. M.; Gutfreund, H.; Lakatos, S.; Chock, P. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 497-501
2. Chock, P. B.; Gutfreund, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 8870-8874
3. Srivastava, D. K.; Bernhard, S. A. Science 1986, 234, 1081-1086
4. Lee, H.; DeLoache, W. C.; Dueber, J. E. Metab. Eng. 2012, 14, 242-251
5. Zhang, Y. H. Biotechnol. Adv. 2011, 29, 715-725
6. Conrado, R. J.; Varner, J. D.; DeLisa, M. P. Curr. Opin. Biotechnol. 2008, 19, 492-499
7. Chen, A. H.; Silver, P. A. Trends Cell Biol. 2012, 22, 662-670
8. Conrado, R. J.; Wu, G. C.; Boock, J. T.; Xu, H.; Chen, S. Y.; Lebar, T.; Turnsek, J.; Tomsic, N.; Avbelj, M.; Gaber, R.; Koprivnjak, T.; Mori, J.; Glavnik, V.; Vovk, I.; Bencina, M.; Hodnik, V.; Anderluh, G.; Dueber, J. E.; Jerala, R.; Delisa, M. P. Nucleic Acids Res. 2011, 40, 1879-1889
9. Agapakis, C. M.; Ducat, D. C.; Boyle, P. M.; Wintermute, E. H.; Way, J. C.; Silver, P. A. J. Biol. Eng. 2010, 4, 3
10. Delebecque, C. J.; Lindner, A. B.; Silver, P. A.; Aldaye, F. A. Science 2011, 333, 470-474
11. Dueber, J. E.; Wu, G. C.; Malmirchegini, G. R.; Moon, T. S.; Petzold, C. J.; Ullal, A. V.; Prather, K. L. J.; Keasling, J. D. Nat. Biotechnol. 2009, 27, 753-759
12. Wilner, O. I.; Weizmann, Y.; Gill, R.; Lioubashevski, O.; Freeman, R.; Willner, I. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 249-254
13. Fu, J. L.; Liu, M. H.; Liu, Y.; Woodbury, N. W.; Yan, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5516-5519
14. Elcock, A. H.; Huber, G. A.; McCammon, J. A. Biochemistry 1997, 36, 16049-16058
15. Fu, J.; Liu, M.; Liu, Y.; Yan, H. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1215-1226
16. Schoffelen, S.; van Hest, J. C. M. Soft Matter 2012, 8, 1736-1746
17. Sweetlove, L. J.; Fernie, A. R. Annu. Rev. Plant Biol. 2013, 64, 723-746
18. Jorgensen, K.; Rasmussen, A. V.; Morant, M.; Nielsen, A. H.; Bjarnholt, N.; Zagrobelny, M.; Bak, S.; Moller, B. L. Curr. Opin. Plant Biol. 2005, 8, 280-291
19. Huang, X. Y.; Holden, H. M.; Raushel, F. M. Annu. Rev. Biochem. 2001, 70, 149-180
20. Miles, E. W.; Rhee, S.; Davies, D. R. J. Biol. Chem. 1999, 274, 12193-12196
21. Carere, J.; McKenna, S. E.; Kimber, M. S.; Seah, S. Y. K. Biochemistry 2013, 52, 3502-3511
22. Knighton, D. R.; Kan, C. C.; Howland, E.; Janson, C. A.; Hostomska, Z.; Welsch, K. M.; Matthews, D. A. Nat. Struct. Biol. 1994, 1, 186-194
23. Elcock, A. H.; Potter, M. J.; Matthews, D. A.; Knighton, D. R.; McCammon, J. A. J. Mol. Biol. 1996, 262, 370-374
24. Liang, P. H.; Anderson, K. S. Biochemistry 1998, 37, 12195-12205
25. Sharma, H.; Landau, M. J.; Vargo, M. A.; Spasov, K. A.; Anderson, K. S. Biochemistry 2013, 52, 7305-7317
26. Easterby, J. S. Biochim. Biophys. Acta 1973, 293, 552-558
27. Easterby, J. S. Biochem. J. 1981, 199, 155-161
28. Ovadi, J.; Tompa, P.; Vertessy, B.; Orosz, F.; Keleti, T.; Welch, G. R. Biochem. J. 1989, 257, 187-190
29. Spivey, H. O.; Ovadi, J. Methods 1999, 19, 306-321
30. Trujillo, M.; Donald, R. G. K.; Roos, D. S.; Greene, P. J.; Santi, D. V. Biochemistry 1996, 35, 6366-6374
31. Jia, F.; Zhang, Y. J.; Narasimhan, B.; Mallapragada, S. K. Langmuir 2012, 28, 17389-17395
32. Easterby, J. S. Biochem. J. 1989, 264, 605-607
33. Shatalin, K.; Lebreton, S.; Rault-Leonardon, M.; Velot, C.; Srere, P. A. Biochemistry 1999, 38, 881-889
34. Elcock, A. H.; McCammon, J. A. Biochemistry 1996, 35, 12652-12658
35. Freeman, R.; Sharon, E.; Teller, C.; Willner, I. Chemistry 2010, 16, 3690-3698
36. Carere, J.; Baker, P.; Seah, S. Y. K. Biochemistry 2011, 50, 8407-8416
37. Idan, O.; Hess, H. ACS Nano 2013, 7, 8658-8665
38. Muller, J.; Niemeyer, C. M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008, 377, 62-67
39. Xin, L.; Zhou, C.; Yang, Z.; Liu, D. Small 2013, 9, 3088-3091
40. Fu, Y. M.; Zeng, D. D.; Chao, J.; Jin, Y. Q.; Zhang, Z.; Liu, H. J.; Li, D.; Ma, H. W.; Huang, Q.; Gothelf, K. V.; Fan, C. H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 696-702
41. You, C.; Myung, S.; Zhang, Y. H. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 8787-8790
42. Liu, F.; Banta, S.; Chen, W. Chem. Commun. 2013, 49, 3766-3768
43. Hirakawa, H.; Nagamune, T. ChemBioChem 2010, 11, 1517-1520
44. Bauler, P.; Huber, G.; Leyh, T.; McCammon, J. A. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1332-1335
45. Liu, Y. W.; Ogorzalek, T. L.; Yang, P.; Schroeder, M. M.; Marsh, E. N. G.; Chen, Z. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12660-12669
46. Xu, S.; Minteer, S. D. ACS Catal. 2013, 3, 1756-1763
47. You, C.; Zhang, Y. H. P. ACS Synth. Biol. 2013, 2, 102-110