Recombinant expression and structural investigation of JdLPMO10A using Nuclear magnetic Resonance (NMR) spectroscopy

En bærekraftig produksjon av karbonnøytral energi er ekstremt viktig dersom verdenssamfunnet skal oppnå 2,0 graders målet satt ved Parisavtalen i 2015. Et stort fokus har derfor blitt lagt på utviklingen av fornybare energikilder fra organiske ressurser som forekommende og motstandsdyktige polysakkarider. Derimot er effektiv utnyttelse av disse motstandsdyktige polysakkaridene avhengig av at man utvikler en bærekraftig og kostnads effektive metode for å bryte ned materialene. Lytisk Polysakkarid Monoksygenaser (LPMOer) er en relativt nyoppdaget gruppe kopper-avhengige enzymer som finnes i en rekke organismer, men hovedsakelig i bakterier og sopp. LPMOer spiller en viktig rolle i nedbrytningen av biomaterialer som cellulose og kitin da det er vist at enzymene spalter 1,4-bindingene som finnes i disse krystalline substratene via en oksidativ mekanisme, og øker dermed effekten av tradisjonelle glykosid hydrolaser. Selv om det har vært forsket mye på LPMOer siden de ble oppdaget i 2010 er det mange aspekter ved enzymene som fremdeles ikke er avklarte. JdLPMO10A er en liten kitinaktiv LPMO, produsert av den Gram-negative bakterien Jonesia denitrificans. JdLPMO10A er interessant å studere da den kan belyse hvilke elementer som er essensielle for LPMO aktivitet. Krystalstrukturen til JdLPMO10A ble bestemt i 2015 av Mekasha med flere. Det hadde derimot også vært interessant å ha en NMR struktur av JdLPMO10A ettersom det er mulig å studere proteiner nær fysiologiske forhold med NMR. Denne oppgaven beskriver en strukturell studie av JdLPMO10A ved hjelp av NMR spektroskopi. Isotopberikete prøver av JdLPMO10A ble produsert ved å bruke det XylS/Pm basert vektorsystem pJB_nSP_Jd. NMR ble brukt til å tildele 91,6% av de kjemiske skiftene til 13C, 13CO, 15N og 1HN in primærstrukturen til JdLPMO10A ved ved a bruke den sekvens-spesifikke tilordnings metoden. Dihedrale vinklene og sekundær strukturen til JdLPMO10A, forutsett av dataprogrammet TALOS-N, stemte overens med krystalstrukturen. Deler av primær strukturen uten kjemisk skift informasjon manglet derimot forutbestemte sekundærstruktur elementer. Avslutningsvis ble en foreløpig struktur for JdLPMO10A generert ved å bruke dataprogrammet CS-ROSETTA. Deler av den foreløpige strukturen passet god overens med krystalstrukturen. Deler av primærstrukturen uten kjemisk skift informasjon gjorde at noen sekundærstruktur elementer manglet, spesielt i L2 regionen til enzymet. Den foreløpige strukturen er et viktig steg mot en komplett NMR struktur av JdLPMO10A, som videre kan brukes til å forbedre vår generelle forståelse av kitinolytiske LPMOer