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01.04.2014 | Original Paper | Ausgabe 2/2014

Cellulose 2/2014

Simulation analysis of the cellulase Cel7A carbohydrate binding module on the surface of the cellulose Iβ

Zeitschrift:
Cellulose > Ausgabe 2/2014
Autoren:
Emal M. Alekozai, Pavan K. GhattyVenkataKrishna, Edward C. Uberbacher, Michael F. Crowley, Jeremy C. Smith, Xiaolin Cheng
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s10570-013-0026-0) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

The Family 7 cellobiohydrolase (Cel7A) from Trichoderma reesei consists of a carbohydrate-binding module (CBM) joined by a linker to a catalytic domain. Cellulose hydrolysis is limited by the accessibility of Cel7A to crystalline substrates, which is perceived to be primarily mediated by the CBM. Here, the binding of CBM to the cellulose Iβ fiber is characterized by combined Brownian dynamics (BD) and molecular dynamics (MD) simulations. The results confirm that CBM prefers to dock to the hydrophobic than to the hydrophilic fiber faces. Both electrostatic (ES) and van der Waals (VDW) interactions are required for achieving the observed binding preference. The VDW interactions play a more important role in stabilizing the CBM-fiber binding, whereas the ES interactions contribute through the formation of a number of hydrogen bonds between the CBM and the fiber. At long distances, an ES steering effect is also observed that tends to align the CBM in an antiparallel manner relative to the fiber axis. Furthermore, the MD results reveal hindered diffusion of the CBM on all fiber surfaces. The binding of the CBM to the hydrophobic surfaces is found to involve partial dewetting at the CBM-fiber interface coupled with local structural arrangements of the protein. The present simulation results complement and rationalize a large body of previous work and provide detailed insights into the mechanism of the CBM-cellulose fiber interactions.

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Zusatzmaterial
Supplementary material 1 (DOC 9830 kb)
10570_2013_26_MOESM1_ESM.doc
Literatur
Über diesen Artikel

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