Dan S Tawfik Publikationen Biochemie. Loop-Transplantation und die Ursprünge von Enzym-Arten Dan S Tawfik Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Wissenschaft 311: 475-6. 2006 Unordentliche Biologie und die Entstehung evolutionärer Innovationen Dan S Tawfik Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Nat Chem Biol 6: 692-6. 2010 Korreliertes Auftreten und Umgehung von Frame-Shifting-Insertions-Deletionen (InDels) zu funktionellen Proteinen Liat Rockah-Shmuel Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel PLoS Genet 9: e1003882. 2013 Arsenat, das Phosphat ersetzt: alternative Lebenschemie und Ionenversprechung Dan S Tawfik Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rhovoit 76100, Israel Biochemie 50: 1128-34. 2011 Directed Evolution der Serum-Paraoxonase PON3 durch Familien-Shuffling und Ahnenkonsensen-Mutagenese und ihre biochemische Charakterisierung Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 48: 6644-54. 2009 Katalytische Vielseitigkeit und Backups in enzymaktiven Stellen: der Fall der Serumparaoxonase 1 Moshe Ben-David Abteilung für Strukturbiologie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 418: 181-96. 2012 ApoE induziert Serum Paraoxonase PON1 Aktivität und Stabilität ähnlich ApoA-I Leonid Gaidukov Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemie 49: 532-8. 2010 Die Histidin-115-Histidin-134-Dyade vermittelt die Lactonase-Aktivität von Säugetier-Serum-Paraoxonasen Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann-Institut für Wissenschaft, Ullman-Gebäude, Rehovot 76100, Israel J Biol Chem 281: 7649-56. 2006 Katalytische Metallionenumlagerungen unterstreichen die Promiskuität und die Evolvabilität eines Metalloenzyms Moshe Ben-David Abteilung für Strukturbiologie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 425: 1028-38. 2013 Entwickelte stereoselektive Hydrolasen für breitbandiges G-Typ Nervenmittel Entgiftung Moshe Goldschmied Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Chem Biol 19: 456-66. 2012 Detail Information Publikationen 89 Biochemie. Loop-Transplantation und die Ursprünge von Enzym-Arten Dan S Tawfik Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Wissenschaft 311: 475-6. 2006 Unordentliche Biologie und die Entstehung evolutionärer Innovationen Dan S Tawfik Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Nat Chem Biol 6: 692-6. 2010 Für besseres oder schlechteres ist die Unordnung der Biologie inhärent. Es gibt auch den Rohstoff für physiologische und evolutionäre Anpassungen an neue Herausforderungen. Korrektes Auftreten und Umgehung von Frame-Shifting-Insertions-Deletionen (InDels) zu funktionellen Proteinen Liat Rockah-Shmuel Department of Biological Chemistry, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel PLoS Genet 9: e1003882. 2013 Obwohl in vitro erhalten, zeigen unsere Ergebnisse eine direkte Verbindung zwischen dem genetischen Auftreten von InDels und ihrer phänotypischen Rettung, was auf eine mögliche Rolle für die Frame-Verschiebung von InDels als Überbrückung von evolutionären Zwischenprodukten hindeutet. Arsenat, das Phosphat ersetzt: alternative Lebens-Chemie und Ionen-Promiskuität Dan S Tawfik Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rhovoit 76100, Israel Biochemie 50: 1128-34. 2011 Schließlich heben wir potenzielle Anwendungen von Arsenat als strukturelle und mechanistische Sonde von Enzymen hervor, deren katalysierte Reaktionen das Herstellen oder Brechen von Phosphoesterbindungen beinhalten. Direkte Evolution der Serum-Paraoxonase PON3 durch Familien-Shuffling und Ahnenkonsensus-Mutagenese und ihre biochemische Charakterisierung Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 48: 6644-54. 2009 PON3 zeigt auch potenziell anti-atherogene Funktionen, obwohl auf niedrigeren Ebenen als die von PON1. Katalytische Vielseitigkeit und Backups in enzymaktiven Stellen: der Fall der Serumparaoxonase 1 Moshe Ben-David Abteilung für Strukturbiologie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 418: 181-96. 2012 das katalytische Calcium binden und das hydrolytische Wasser aktivieren). Insgesamt unterstreicht die Koexistenz von multiplen Konformationen und alternativen katalytischen Modi innerhalb der gleichen aktiven Stelle PON1s Promiskuität und evolutionäres Potenzial. ApoE induziert Serum-Paraoxonase PON1-Aktivität und Stabilität ähnlich ApoA-I Leonid Gaidukov Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemie 49: 532-8. 2010 Die Histidin-115-Histidin-134-Dyade vermittelt die Lactonase-Aktivität von Säugetier-Serum-Paraoxonasen Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann-Institut für Wissenschaft, Ullman-Gebäude, Rehovot 76100, Israel J Biol Chem 281: 7649-56. 2006 Nach unserem Wissen ist dies eines von wenigen Beispielen für eine Histidin-Dyade in enzymaktiven Stellen und das erste Beispiel eines hydrolytischen Enzyms mit einer solchen Dyade. Katalytische Metallionenumlagerungen unterstreichen die Promiskuität und die Evolvabilität eines Metalloenzyms Moshe Ben-David Abteilung für Strukturbiologie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 425: 1028-38. 2013 So kann die Plastizität von aktiven Ionen der aktiven Stelle alternative, latente, promiskuitive Aktivitäten ermöglichen und auch die Grundlage für die Divergenz neuer enzymatischer Funktionen bilden. Entwickelte stereoselektive Hydrolasen für breitbandiges G-Typ-Nerven-Agenten Entgiftung Moshe Goldschmied Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Chem Biol 19: 456-66. 2012 Angesichts ihrer Fähigkeit, G-Agenten zu hydrolysieren, können diese entwickelten Varianten als Breitband-G-Agent-Prophylaxe dienen. Optimierung der in-silico-entworfenen kemp eliminase KE70 durch rechnerisches Design und gerichtete Evolution Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 407: 391-412. 2011 Metamorphe Proteine vermitteln evolutionäre Übergänge der Struktur Itamar Yadid Abteilung für Biologische Chemie und Israel Structural Proteomics Center, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Proc Natl Acad Sci U S A 107: 7287-92. 2010 Unsere Daten deuten auch darauf hin, dass die Fähigkeit einer Sequenz, zwischen verschiedenen Strukturen zu äquilibrieren, evolutionär optimiert werden kann, wodurch die Entstehung neuer Strukturen erleichtert wird. Überbrückung der Lücken in Design-Methoden durch evolutionäre Optimierung der Stabilität und Kompetenz der entworfenen Kemp-Eliminase KE59 Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Proc Natl Acad Sci U S A 109: 10358-63. 2012 Insgesamt zeigt die gezielte Evolution von drei unterschiedlich gestalteten Kemp-Eliminasen, KE07, KE70 und KE59, dass rechnerische Konstruktionen höchst löslich sind und auf hohe katalytische Effizienz optimiert werden können. Intensive neutrale Drifts ergeben robuste und evolvierbare Konsensusproteine Shimon Bershtein Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, 76100, Israel J Mol Biol 379: 1029-44. 2008 Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass vorhersehbare Back-to-Consensusancestor-Änderungen im Labor eingesetzt werden können, um sehr unterschiedliche und evolvierbare Genbibliotheken zu erzeugen. Hochdurchsatz-Screening von Enzymbibliotheken: Thiolactonasen, die durch Fluoreszenz-aktivierte Sortierung von Einzelzellen in Emulsionsfächern entwickelt wurden Amir Aharoni Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Chem Biol 12: 1281-9. 2005 Die 192RQ-Polymorphe der Serum-Paraoxonase PON1 unterscheiden sich in HDL-Bindung, Lipolactonase-Stimulation und Cholesterin-Efflux Leonid Gaidukov Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel J Lipid Res 47: 2492-502. 2006 In-vitro-Entgiftung von Cyclosarin im menschlichen Blut vor-inkubiert ex vivo mit rekombinanten Serum-Paraoxonasen Yacov Ashani Abteilung für Strukturbiologie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Toxicol Lett 206: 24-8. 2011 Die Ergebnisse erlaubten auch die Verfeinerung eines mathematischen Modells zur Schätzung der wirksamen Dosis von RePON1s-Varianten, die für die Prophylaxe beim Menschen erforderlich sind. Evolutionäre Optimierung von rechnerisch entwickelten Enzymen: Kemp-Eliminierungen der KE07-Serie Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann-Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 396: 1025-42. 2010 Struktur-Reaktivität Studien von Serum Paraoxonase PON1 deuten darauf hin, dass seine native Aktivität ist Lactonase Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemie 44: 6371-82. 2005 und die relativ hohen Raten, die mit mehreren Lactonsubstraten (k (Kat) K (M) etwa 10 (6) M (-) (1) s (-) (1)) gemessen werden, implizieren, dass PON1 tatsächlich eine Lactonase ist . Wie Protein Stabilität und neue Funktionen handeln Nobuhiko Tokuriki Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel PLoS Comput Biol 4: e1000002. 2008 Die Entwicklung neuer enzymatischer Aktivitäten sowohl in der Natur als auch im Laboratorium ist abhängig von der kompensatorischen, stabilisierenden Wirkung von scheinbar stillen Mutationen in Regionen des Proteins, die für ihre Funktion irrelevant sind. Chromogene und fluorogene Assays für die Lactonaseaktivität von Serumparaoxonasen Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Chembiochem 7: 49-53. 2006 Die evolutionären Ursprünge von entgiftenden Enzymen: Die Säugetier-Serum-Paraoxonasen (PONs) beziehen sich auf bakterielle Homoserin-Lactonasen Hagit Bar-Rogovsky Aus der Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Biol Chem 288: 23914-27. 2013 In vivo Verwaltung von BL-3050: hochstabile PON1-HDL-Komplexe Leonid Gaidukov Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel BMC Clin Pharmacol 9:18. 2009 Diese Arbeit befasst sich mit der Machbarkeit der in vivo-Verabreichung von rePON1 und seinem HDL-Komplex als potentiell therapeutischer Wirkstoff, der BL-3050 genannt wird. Nach evolutionären Wegen zu Protein-Protein-Wechselwirkungen mit hoher Affinität und Selektivität Kalia Bernath Levin Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Nat Struct Mol Biol 16: 1049-55. 2009 Directed Evolution von Proteinen für heterologe Expression und Stabilität Cintia Roodveldt Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Curr Opin Struct Biol 15: 50-6. 2005 Gemeinsame promiskose Aktivitäten und evolutionäre Merkmale in verschiedenen Mitgliedern der Amidohydrolase Superfamilie Cintia Roodveldt Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, 76100 Rehovot, Israel Biochemie 44: 12728-36. 2005 Funktional-Propeller-Lektine durch Tandem-Duplikationen von sich wiederholenden Einheiten Itamar Yadid Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Protein Eng Des Sel 24: 185-95. 2011 Diese Ergebnisse zeigen die Fähigkeit, gefaltete und funktionelle globuläre Wiederholungsproteine zu konstruieren und die Rolle der Vervielfältigung und Verschmelzung von Elementarmodulen in den evolutionären Routen zu unterstützen, die zu den Propellern geführt haben. Die molekulare Basis der Phosphatdiskriminierung in arsenatreichen Umgebungen Mikael Elias Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Natur 491: 134-7. 2012 Diese Merkmale ermöglichen es dem Phosphat-Transportsystem, Phosphat selektiv über Arsenat (mindestens 10 (3) Überschuss) auch in stark arsenatreichen Umgebungen zu binden. Direkte Evolution von Sulfotransferasen und Paraoxonasen durch Ahnenbibliotheken Uria Alcolombri Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 411: 837-53. 2011 Hohe Affinität, Stabilität und Lactonase-Aktivität der Serum-Paraoxonase PON1 verankert auf HDL mit ApoA-I Leonid Gaidukov Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 44: 11843-54. 2005 Insgesamt zeigen die Ergebnisse die hohe Stabilität, Selektivität und katalytische Leistungsfähigkeit von PON1 bei Verankerung auf ApoA-I HDL, gegenüber Lactonsubstraten und insbesondere lipophilen Lactonen. Gezielte Entwicklung von Hydrolasen zur Vorbeugung von G-Typ-Nervenmittel-Intoxikation Rinkoo D Gupta Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Nat Chem Biol 7: 120-5. 2011 zeigten wir dann die in vivo prophylaktische Aktivität einer entwickelten Variante. Diese entwickelten Varianten und die neu entwickelten Bildschirme bilden die Grundlage für die Konstruktion von PON1 zur Prophylaxe gegen andere G-Typ-Agenten. Die Universalität der enzymatischen Rate-Temperatur-Abhängigkeit Mikael Elias Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Elektronische Adresse Trends Biochem Sci 39: 1-7. 2014 Unter anderem kann dieser Verlust der Geschwindigkeitsbeschleunigung auf thermisch induzierte Vibrationen zurückgeführt werden, die die katalytische Kathodenkonfiguration beeinträchtigen, was darauf hindeutet, dass viele Enzyme tatsächlich unzureichend starr sind. Was macht eine Proteinfalte für funktionelle Innovationen zugänglich Fold Polarität und Stabilität Kompromisse Eynat Dellus-Gur Department für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 425: 2609-21. 2013 Unsere Arbeit schlägt strukturelle Maßnahmen der falten Polarität vor, die mit der Innovationsfähigkeit korreliert zu sein scheinen und damit neue Einblicke in die Entwicklung von Protein Evolution, Design und Engineering liefern. Enzym-Engineering durch gezielte Bibliotheken Moshe Goldschmied Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Methoden Enzymol 523: 257-83. 2013 Schließlich werden die Design-Effizienz und die optimalen Mutationslasten von Bibliotheken durch Vergleich von gezielten Mutationsbibliotheken gegenüber Bibliotheken von zufälligen Mutationen beurteilt. Protein-Dynamik und Evolvabilität Nobuhiko Tokuriki Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Wissenschaft 324: 203-7. 2009 Diese dynamische Sicht auf Proteinstruktur, Funktion und Evolvabilität wird extrapoliert, um hypothetische Szenarien für die Evolution der frühen Proteine und zukünftigen Forschungsrichtungen im Bereich der Proteindynamik und Evolution zu beschreiben. Enzym-Promiskuität: eine mechanistische und evolutionäre Perspektive Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Annu Rev Biochem 79: 471-505. 2010 Schließlich gehen wir auf die Hypothese, dass promiskose enzymatische Aktivitäten als evolutionäre Ausgangspunkte dienen und die einzigartigen Evolutionsmerkmale von promiskuösen Enzymfunktionen hervorheben. Protein-Ingenieure verwandelten Evolutionisten Sergio G Peisajovich Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, 76100, Israel Nat Methoden 4: 991-4. 2007 Enzym-Promiskuität: evolutionäre und mechanistische Aspekte Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann-Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Curr Opin Chem Biol 10: 498-508. 2006 Rekonstruktion eines fehlenden Gliedes in der Evolution einer kürzlich divergierten Phosphotriesterase durch aktive Laterne Umwandlung Livnat Afriat-Jurnou Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 51: 6047-55. 2012 Directed Enzyme Evolution: jenseits der niedrig hängenden Frucht Moshe Goldschmied Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Curr Opin Struct Biol 22: 406-12. 2012 Solche Bibliotheken können mit Hochdurchsatz-Bildschirmen kombiniert werden, die eine hohe Genauigkeit bieten und direkt auf die gewünschten Substrat - und Reaktionsbedingungen abzielen und dadurch sehr verbesserte Varianten bieten. Direkte Evolution von Proteininhibitoren von DNA-Nukleasen durch in vitro Kompartimentierung (IVC) und Nano-Tröpfchen-Lieferung Kalia Bernath Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 345: 1015-26. 2005 Der in vitro Evolutionsprozess bestätigt frühere Hypothesen über den quasi Anerkennung und den Weg, in dem sich neue Colicin-Immunitätspaare von bestehenden unterscheiden. Stabilitätseffekte von Mutationen und Protein-Evolvabilität Nobuhiko Tokuriki Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Curr Opin Struct Biol 19: 596-604. 2009 Wir beschreiben Wege zur Vorhersage und Analyse von Stabilitätseffekte von Mutationen und Mechanismen, die diese destabilisierenden Effekte puffern oder kompensieren und damit die Proteinvulkanität, in der Natur und im Labor fördern. Chaperonin-Überexpression fördert die genetische Variation und die Enzymentwicklung Nobuhiko Tokuriki Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Natur 459: 668-73. 2009 Diese Ergebnisse zeigen, dass die Proteinstabilität eine wesentliche Einschränkung in der Proteinentwicklung ist und Pufferungsmechanismen wie Chaperonine die Schlüssel zur Linderung dieser Einschränkung sind. Hochdurchsatz-Bildschirme und Selektionen von Enzym-kodierenden Genen Amir Aharoni Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Curr Opin Chem Biol 9: 210-6. 2005 Wir konzentrieren uns auf HTS-Ansätze, die die Auswahl aus großen Bibliotheken (10 (6) Genvarianten ermöglichen) mit relativ bescheidenen Mitteln (d. h. nicht-robotischen Systemen) und insbesondere bei der in vitro-Kompartimentierung. Die latente Promiskuität von neu identifizierten mikrobiellen Lactonasen ist mit einer kürzlich divergierten Phosphotriesterase verbunden. Livnat Afriat Department of Biological Chemistry, The Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 45: 13677-86. 2006 konnte PTE daher von einem Mitglied der PLL-Familie entwickelt werden, während es seine latente promiskuitive Paraoxonase-Aktivität als einen wesentlichen Ausgangspunkt nutzte. Mögliche Rolle der phänotypischen Mutationen in der Evolution der Proteinexpression und - stabilität Moshe Goldschmied Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Proc Natl Acad Sci U S A 106: 6197-202. 2009 Sie können daher eine Rolle bei der Gestaltung von Proteinmerkmalen wie Expressionsniveaus, Stabilität und Toleranz gegenüber genetischen Mutationen spielen. Einbindung von Synthetischen Oligonukleotiden über Gen-Reassembly (ISOR): ein vielseitiges Werkzeug zur Erstellung von zielgerichteten Bibliotheken Asael Herman Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Protein Eng Des Sel 20: 219-26. 2007 Das Screening dieser Bibliotheken ergab eine Reihe von Mutanten mit veränderten Substratspezifitäten und zeigte, dass bestimmte Regionen dieses Enzyms eine überraschend hohe Toleranz gegenüber Indellen aufweisen. Die Evolvabilität von promiskuitiven Proteinfunktionen Amir Aharoni Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Nat Genet 37: 73-6. 2005 So kann ein sich entwickelndes Protein zunächst eine erhöhte Fitness für eine neue Funktion erlangen, ohne seine ursprüngliche Funktion zu verlieren. Die Genvervielfältigung und die Divergenz eines völlig neuen Proteins können dann folgen. Fortschritte in der Laborentwicklung Evolution von Enzymen Shimon Bershtein Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Curr Opin Chem Biol 12: 151-8. 2008 Ohnos-Modell revisited: Messung der Häufigkeit von potenziell adaptiven Mutationen unter verschiedenen Mutationsdriften Shimon Bershtein Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Mol Biol Evol 25: 2311-8. 2008 Insgesamt sind Szenarien der Subfunktalisierung scheinbar machbar, wobei die Erhaltung der ursprünglichen Funktion durch zwei Kopien die Akkumulation potenziell adaptive Mutationen bei gleichzeitiger Spülung von Nichtfunktionalisierungsmutationen erleichtert. Protein-Insertionen und Deletionen, die durch neutrales Roaming im Sequenzbereich aktiviert werden Agnes Toth-Petroczy Department für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Mol Biol Evol 30: 761-71. 2013 Die Dynamik der InDels-Akkumulation hängt auch von ihren genomischen Frequenzen ab - InDels in Fliegen sind 4-fach häufiger als in Hefe und neigen dazu, kompensiert und nicht aktiviert zu werden. Lärm-Mittel-Beziehung in mutierten Promotoren Gil Hornung Abteilung für molekulare Genetik, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Genom Res 22: 2409-17. 2012 Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Burst-Größe eine Promoter-spezifische Eigenschaft ist, die relativ robust ist, um Mutationen zu sequenzieren, ist aber stark abhängig von der Wechselwirkung zwischen der TATA-Box und den Promotor-Nukleosomen. Die Entwicklung von menschlichen Seren-Tests für HDL-gebundenes Serum PON1 und seine Lipolactonase-Aktivität Leonid Gaidukov Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Lipid Res 48: 1637-46. 2007 80). Diese neuen Tests zeigen die Ebenen und die Aktivität von PON1 in einem physiologisch relevanten Kontext sowie die Ebenen und die Qualität der HDL-Partikel, mit denen das Enzym assoziiert ist. Mutationseffekte und die Entwicklung neuer Proteinfunktionen Misha Soskine Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Nat Rev Genet 11: 572-82. 2010 Wir schlagen mehrere Faktoren vor, die die Divergenz neuer Proteinfunktionen beeinflussen können, einschließlich Mutations-Kompromissen und versteckter oder scheinbar neutraler Variation. TRINS: eine Methode zur Genmodifikation durch randomisierte Tandem-Wiederholungseinsätze Yakov Kipnis Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Protein Eng Des Sel 25: 437-44. 2012 Wir zeigen diese Methode durch den Aufbau von drei verschiedenen Genbibliotheken und durch Auswahl von Insertionsvarianten von TEM-1-Lactamase. Evolutionäre Übergänge zu neuen DNA-Methyltransferasen durch Zielortausweitung und - schrumpfung Liat Rockah-Shmuel Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Hertzel St, Rehovot 76100, Israel Nucleic Acids Res 40: 11627-37. 2012 Unsere Ergebnisse zeigen die Leichtigkeit, mit der sich neue DNA-bindende und modifizierende Spezifitäten entwickeln und der Mechanismus, mit dem sie sowohl auf Protein - als auch auf DNA-Ebene auftreten. Die Stabilitätseffekte von Proteinmutationen scheinen allgemein verteilt zu sein Nobuhiko Tokuriki Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 369: 1318-32. 2007 Es umfasst ein neuartiges Werkzeug zur Analyse von Proteinen und Proteinmodellen, zur Simulation der Wirkung von Mutationen unter evolutionären Prozessen und einer quantitativen Beschreibung von Mutations-Robustheit. Robustheit-Epistasis-Link prägt die Fitness-Landschaft eines zufällig treibenden Proteins Shimon Bershtein Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Natur 444: 929-32. 2006 Schwelle Robustheit ist inhärent epistatisch - sobald die Stabilitätsschwelle erschöpft ist, werden die schädlichen Auswirkungen von Mutationen vollständig ausgeprägt, wodurch die Proteine weit weniger robust als allgemein angenommen werden. Rekonstruktion von funktionellen Beta-Propeller-Lektinen über homo-oligomere Zusammenstellung von kürzeren Fragmenten Itamar Yadid Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 365: 10-7. 2007 Ingenieur-V-Nerven-Agenten entgiftende Enzyme mit rechnerisch fokussierten Bibliotheken Izhack Cherny Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel ACS Chem Biol 8: 2394-403. 2013 Diese neuen Katalysatoren bilden die Grundlage für die Entgiftung des breiten Spektrums-Nervenmittels. Mechanismen der Proteinsequenz Divergenz und Inkompatibilität Alon Wellner Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel PLoS Genet 9: e1003665. 2013 Trotzdem, wie es der Laboratorium ermöglichte, den K219S-Austausch zuzulassen, genügend Zeit und Variabilität in Selektionsniveaus, können sogar völlig konservierte und funktionell wesentliche Reste sich ändern. Abnehmende Erträge und Kompromisse beschränken die Laboroptimierung eines Enzyms Nobuhiko Tokuriki Michael Smith Laboratories, Universität von British Columbia, Vancouver, British Columbia, Kanada V6T 1Z4 Nat Commun 3: 1257. 2012 Diese Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die katalytische Effizienz und Spezifität vieler natürlicher Enzyme weit von ihrem Optimum entfernt sein kann. Divergenz und Konvergenz in der Enzymentwicklung: Parallele Evolution von Paraoxonasen aus Quorum-Quench-Lactonasen Mikael Elias Institut für Biologische Chemie, Weizmann-Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Biol Chem 287: 11-20. 2012 Directed Enzyme Evolution über kleine und effektive neutrale Drift Bibliotheken Rinkoo D Gupta Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Nat Methoden 5: 939-42. 2008 Evolution neuer Proteintopologien durch mehrstufige Gen-Umlagerungen Sergio G Peisajovich Institut für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, 76100 Israel Nat Genet 38: 168-74. 2006 Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich neue Proteintopologien allmählich durch mehrstufige Genumordnungen entwickeln und neue Erkenntnisse über diese Prozesse liefern können. Directed Evolution der promiskuösen Esterase-Aktivität von Carboanhydrase II Stephen McQ Gould Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 44: 5444-52. 2005 Unsere Ergebnisse unterstützen die Vorstellung, dass die Entwicklung einer neuen Funktion durch Mutationen gesteuert werden kann, die eine promiskuitive Funktion erhöhen (die als Ausgangspunkt für den evolutionären Prozess dient), aber nicht die native Funktion schädigen Rolle der Chemie gegen Substratbindung bei der Rekrutierung von promiskuösen Enzymfunktionen Olga Chersonsky Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Biochemistry 50: 2683-90. 2011 Chemophore-Verankerung kann auch praktische Anwendungen bei der Identifizierung von Katalysatoren für unnatürliche Reaktionen finden. Haben virale Proteine besitzen einzigartige biophysikalische Merkmale Nobuhiko Tokuriki Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Trends Biochem Sci 34: 53-9. 2009 Directed Evolution von Säugetier-Paraoxonasen PON1 und PON3 für bakterielle Expression und katalytische Spezialisierung Amir Aharoni Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Proc Natl Acad Sci U S A 101: 482-7. 2004 Die Analyse der neu entwickelten Varianten gibt Einblicke in die evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen Familienmitgliedern. Vermeidung und Kontrolle doppelter Transformationsartefakte Moshe Goldschmied Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Protein Eng Des Sel 20: 315-8. 2007 Dieses Protokoll muss für jede neue Variante angewendet werden, die aus heterogenen Genrepertoires isoliert ist, und insbesondere für Varianten, die durch Selektion entweder für enzymatische Aktivität oder Bindung isoliert wurden. Das mäßig effiziente Enzym: Evolutionäre und physikochemische Trends, die Enzymparameter prägen Arren Bar-Even Abteilung für Pflanzenwissenschaften, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot, Israel Biochemie 50: 4402-10. 2011 Es scheint auch wahrscheinlich, dass die katalytische Effizienz einiger Enzyme auf ihre natürlichen Substrate in vielen Fällen durch natürliche oder Labor-Evolution erhöht werden könnte. In-vitro-Kompartimentierung durch Doppel-Emulsionen: Sortierung und Genanreicherung durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung Kalia Bernath Abteilung für Biologische Chemie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Anal Biochem 325: 151-7. 2004 Die Fähigkeit von FACS-Instrumenten, bis zu 40000 Ereignisse pro Sekunde zu sortieren, kann dieser Technologie ein breites Potenzial im Bereich des Hochdurchsatz-Screenings und der gerichteten Evolution von Enzymen verleihen. Esterolytische Antikörper als mechanistische und strukturelle Modelle von Hydrolasen - eine quantitative Analyse Ariel B Lindner Abteilung für Immunologie, Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel J Mol Biol 320: 559-72. 2002 Unsere Erkenntnisse werden im Vergleich zu Serin-Esterasen und insbesondere mit Kokain-Esterase (cocE) diskutiert, die ein Tyrosin-basiertes Oxyanion-Loch besitzt. Langsame Protein-Evolutionsraten werden von der Oberflächen-Kern-Assoziation diktiert. Agnes Toth-Petroczy Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel Proc Natl Acad Sci U S A 108: 11151-6. 2011 Wenn die Oberfläche für Substitutionen unzugänglich ist, wird so der Kern, was zu sehr langsamen Gesamtraten führt. Latente Evolutionspotentiale unter der neutralen Mutationsdrift eines Enzyms Gil Amitai Abteilung für Biologische Chemie, Das Weizmann Institut für Wissenschaft, Rehovot 76100, Israel HFSP J 1: 67-78. 2007 Kemp-Eliminierungskatalysatoren durch rechnerisches Enzymdesign Daniela Rthlisberger Institut für Biochemie, Universität Washington, Seattle, Washington 98195, USA Nature 453: 190-5. 2008 Diese Ergebnisse zeigen die Fähigkeit, das rechnerische Proteindesign mit gerichteter Evolution für die Schaffung neuer Enzyme zu kombinieren, und wir erwarten die Schaffung einer breiten Palette nützlicher neuer Katalysatoren in der Zukunft. Struktur und Kinetik eines transienten Antikörper-Bindungszwischenprodukts zeigen einen kinetischen Diskriminierungsmechanismus in der Antigenerkennung Leo C James Laboratorium für Molekularbiologie, Medical Research Council, Cambridge CB2 2HQ, Großbritannien Proc Natl Acad Sci U S A 102: 12730-5. 2005 Dieses Modell kann für Proteine gelten, die mehrere Liganden in einer bestimmten Weise binden oder andere Proteine, die, obwohl sie in der Lage sind, viele Liganden zu binden, nur von wenigen aktiviert werden. Promiskuitive Methylierung von nicht-kanonischen DNA-Stellen durch HaeIII-Methyltransferase Helen M Cohen MRC-Zentrum für Proteintechnik und MRC-Labor für Molekularbiologie, MRC-Zentrum, Hills Road, Cambridge CB2 2QH, UK und Institut für Biologische Chemie, Weizmann-Institut für Wissenschaft, Rehovot 76 100, Israel Nucleic Acids Res 30: 3880-5. 2002 In vivo kann daher die Methylierung von nicht-kanonischen Stellen signifikant sein und kann den Ausgangspunkt für die Evolution von Restriktionsmodifizierungssystemen mit neuartigen Sequenzspezifitäten bieten. Untersuchung der Zielerkennung von DNA-Cytosin-5-methyltransferase HhaI durch Bibliotheksauswahl mittels In-vitro-Kompartimentierung Yin Fai Lee Das MRC-Labor für Molekularbiologie und Zentrum für Proteintechnik, MRC-Zentrum, Hills Road, Cambridge CB2 2QH, UK Nucleic Acids Res 30: 4937 -44 2002 Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Erkennung der Basenpaare 3 und 4 der Zielstelle entweder vollständig auf Hauptkettenwechselwirkungen beruht oder dass unterschiedliche Reste von denen, die in der Kristallstruktur identifiziert wurden, zur DNA-Erkennung beitragen. Direkte Evolution einer extrem schnellen Phosphotriesterase durch in vitro Kompartimentierung Andrew D Griffiths MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge CB2 2QH, UK EMBO J 22: 24-35. 2003 Dieses vollständig in vitro-Verfahren wählt für alle enzymatischen Merkmale gleichzeitig (Substraterkennung, Produktbildung, Geschwindigkeitsbeschleunigung und Umsatz) und einzelne Enzymmoleküle nachweisbar. Conformational diversity and protein evolution--a 60-year-old hypothesis revisited Leo C James Centre for Protein Engineering, Hills Road, Cambridge, UK CB2 2HQ Trends Biochem Sci 28:361-8. 2003 Miniaturising the laboratory in emulsion droplets Andrew D Griffiths Institut de Science et d Ingnierie Supramolculaires ISIS, 8 allee Gaspard Monge, BP 70028, F 67083 Strasbourg cedex, France Trends Biotechnol 24:395-402. 2006 This review describes the scope and potential of IVC in areas such as in vitro evolution of proteins and RNAs, cell-free cloning and sequencing, genetics, genomics, and proteomics. Directed evolution by in vitro compartmentalization Oliver J Miller MRC Laboratory of Molecular Biology, Hills Road, Cambridge, CB2 2QH, UK Nat Methods 3:561-70. 2006 Enhanced stereoselective hydrolysis of toxic organophosphates by directly evolved variants of mammalian serum paraoxonase Gabriel Amitai Division of Medicinal Chemistry, Israel Institute for Biological Research, Ness Ziona, Israel FEBS J 273:1906-19. 2006 Altering the sequence specificity of HaeIII methyltransferase by directed evolution using in vitro compartmentalization Helen M Cohen MRC Centre for Protein Engineering and MRC Laboratory for Molecular Biology, Cambridge CB2 2QH, UK Protein Eng Des Sel 17:3-11. 2004 This study provides a rare example of a laboratory-evolved enzyme whose catalytic efficiency surpasses that of the wild-type enzyme with the principal substrate. The catalytic histidine dyad of high density lipoprotein-associated serum paraoxonase-1 (PON1) is essential for PON1-mediated inhibition of low density lipoprotein oxidation and stimulation of macrophage cholesterol efflux Mira Rosenblat Lipid Research Laboratory, Technion Faculty of Medicine, Haifa 31096, Israel J Biol Chem 281:7657-65. 2006 Structure and evolution of the serum paraoxonase family of detoxifying and anti-atherosclerotic enzymes Michal Harel Department of Structural Biology, The Weizmann Institute of Science, Rehovot 76 100, Israel Nat Struct Mol Biol 11:412-9. 2004 Determinants of cofactor binding to DNA methyltransferases: insights from a systematic series of structural variants of S-adenosylhomocysteine Helen M Cohen MRC Laboratory of Molecular Biology, MRC Centre, Hills Road, Cambridge, UK CB2 2QH Org Biomol Chem 3:152-61. 2005 An understanding of the binding of AdoHyc to methyltransferases will greatly assist the design of AdoMet inhibitors. Protein promiscuity: drug resistance and native functions--HIV-1 case Ariel Fernandez Center for Computational Biology and Bioinformatics, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN 46202, USA J Biomol Struct Dyn 22:615-24. 2005Olga Khersonsky 2006-2007 Institution of PhD: Weizmann Institute of Science Academic Discipline of PhD: Chemistry PhD Advisors: Prof. Dan Tawfik Dissertation Topic: Mechanistic Enzymology: From Classical Tools to Directed Evolution Year Awarded PhD: 2009 Institution of Postdoc: University of Washington Present Institution: Weizmann Institute of Science Present Academic Position: Senior Intern Email: olga. khersonskyweizmann. ac. il CV Publications Homepage Olga Khersonsky is a biological chemist primarily interested in enzymology, directed evolution, computational design and synthetic biology. She is currently a senior intern at the Weizmann Institute of Science, Rehovot, working in Dr. Sarel Fleishmans lab. Olga was awarded her PhD in 2009 by the Weizmann Institute of Science. Her thesis, 8220Mechanistic Enzymology From Classical Tools to Directed Evolution8221 was written under the supervision of Prof. Dan Tawfik. In recognition of her outstanding work during this time, she was awarded the Chorafas Prize for Excellent PhD Research as well as the Teva Prize for Outstanding PhD Students. After completing her PhD, Olga received the EMBO Long-Term Fellowship for her postdoctoral studies, She then spent three years in the University of Washington working in Prof. David Bakers lab. Her research focused on computational denovo design of hydrolytic enzymes, their characterization and directed evolution. Born in Kiev, Olga moved to Israel at the age of 11 and was later recruited to the IDFs Atuda (Academic Reserve) program. She completed two BScs in both chemistry and environmental science in the Hebrew University of Jerusalem before serving as an academic officer. Olga started her MSc studies in the Weizmann Institute during her four-year military service. Upon discharge, she continued her studies and started work on her thesis, Mechanistic Enzymology and Physiological Substrates of Serum Paraoxonase 1. Her thesis was written under the supervision of Prof. Dan Tawfik. Olgas work has been published widely in top journals such as Journal of Molecular Biology, Biochemistry, ChemBioChem, and the Journal of Biological Chemistry . Much of Olgas research in enzymology and directed evolution is designed to generate enzymes with tailor-made properties she believes such research may lead to the development of enzymes that will eventually be used for medicinal purposes.
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