Current scenario on computer-aided metalloenzymes designing

Abstract

The metalloenzymes are proteins with enzymatic activity which contain metals tightly bound in their active sites to display a chemical action. This review describes the recent developments and success of using computational methods and algorithmsfor designing industrial enzymes. A recent approach based on functional amino acids or peptides as characteristic molecular moieties and their conservations, has led to a significant expansion of the field of enzyme designing or enzyme mimics. Evolutionary conservation is accounted to consider designing enzymes while the metalloenzymes are a major concern due to their extensive role in catalytic activity and stability. The enzymes from methanogens may provide useful biocatalysts and may be even more valuable for biotransformation reactions, but their biotechnological applications are restricted. Therefore, a method based on the evolutionary hypothesis of conserved domain ofsequences obtained from methanogens would make a significant interest in synthetic enzyme biotechnology. Keywords: metalloenzymes designing, methanogens, evolutionary conservation.

Металоферменти – це білки, що функціонують як ферменти. Вони містять метали, які взаємодіють в активних сайтах, що забезпечує їхню хімічну активність. У представленому огляді описано останні розробки та успішне застосування комп’ютерних методів і алгоритмів для конструювання промислових ферментів. Використання сучасного підходу на основі функціональних амінокислот або пептидів як характерних молекулярних компонентів та їхньої консервативності дозволило значно розширити сферу конструювання або імітування ферментів. Еволюційна консервативність важлива при конструюванні ферментів, серед яких основну зацікавленість представляють металоферменти через їхню суттєву роль у каталітичній активності та стабільності. Ферменти метаногенів можуть слугувати біокаталізаторами і навіть бути ціннішими для реакцій біотрансформації, однак їхнє застосування у біотехнології обмежене. Зважаючи на це, метод, оснований на еволюційній гіпотезі про консервативний домен послідовностей, отриманих із метаногенів, може стати корисним у сфері біотехнології синтетичних ферментів. Ключові слова: комп’ютерне конструювання металоферменти, метаногени, еволюційна консервативність.

Металоферменти – це білки, що функціонують як ферменти. Вони містять метали, які взаємодіють в активних сайтах, що забезпечує їхню хімічну активність. У представленому огляді описано останні розробки та успішне застосування комп’ютерних методів і алгоритмів для конструювання промислових ферментів. Використання сучасного підходу на основі функціональних амінокислот або пептидів як характерних молекулярних компонентів та їхньої консервативності дозволило значно розширити сферу конструювання або імітування ферментів. Еволюційна консервативність важлива при конструюванні ферментів, серед яких основну зацікавленість представляють металоферменти через їхню суттєву роль у каталітичній активності та стабільності. Ферменти метаногенів можуть слугувати біокаталізаторами і навіть бути ціннішими для реакцій біотрансформації, однак їхнє застосування у біотехнології обмежене. Зважаючи на це, метод, оснований на еволюційній гіпотезі про консервативний домен послідовностей, отриманих із метаногенів, може стати корисним у сфері біотехнології синтетичних ферментів. Ключові слова: комп’ютерне конструювання металоферменти, метаногени, еволюційна консервативність.