The discovery of oxidative cleavage of recalcitrant polysaccharides by lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs) has affected the study and industrial application of enzymatic biomass processing. Despite being widespread in fungi, LPMOs belonging to the auxiliary activity (AA) family AA11 have been understudied. While these LPMOs are considered chitin active, some family members have little or no activity toward chitin, and the only available crystal structure of an AA11 LPMO lacks features found in bacterial chitin-active AA10 LPMOs. Here, we report structural and functional characteristics of a single-domain AA11 LPMO from Aspergillus fumigatus, AfAA11A. The crystal structure shows a substrate-binding surface with features resembling those of known chitin-active LPMOs. Indeed, despite the absence of a carbohydrate-binding module, AfAA11A has considerable affinity for α-chitin and, more so, β-chitin. AfAA11A is active toward both these chitin allomorphs and enhances chitin degradation by an endoacting chitinase, in particular for α-chitin. The catalytic activity of AfAA11A on chitin increases when supplying reactions with hydrogen peroxide, showing that, like LPMOs from other families, AfAA11A has peroxygenase activity. These results show that, in stark contrast to the previously characterized AfAA11B from the same organism, AfAA11A likely plays a role in fungal chitin turnover. Thus, members of the hitherto rather enigmatic family of AA11 LPMOs show considerable structural and functional differences and may have multiple roles in fungal physiology.

中文翻译：

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来自烟曲霉的裂解多糖单加氧酶的表征显示了 AA11 家族真菌 LPMO 之间的功能变异。

裂解多糖单加氧酶 (LPMOs) 对顽固性多糖的氧化裂解的发现影响了酶促生物质加工的研究和工业应用。尽管在真菌中广泛存在，但属于辅助活性 (AA) 家族 AA11 的 LPMO 尚未得到充分研究。虽然这些 LPMO 被认为具有几丁质活性，但一些家族成员对几丁质几乎没有活性，而且 AA11 LPMO 唯一可用的晶体结构缺乏细菌几丁质活性 AA10 LPMO 中发现的特征。在这里，我们报告了来自烟曲霉 AfAA11A 的单域 AA11 LPMO 的结构和功能特征。晶体结构显示出具有与已知几丁质活性 LPMO 相似的特征的底物结合表面。事实上，尽管没有碳水化合物结合模块，AfAA11A 对 α-几丁质，更是如此，对 β-几丁质具有相当大的亲和力。AfAA11A 对这两种几丁质同种异体均具有活性，并通过内切几丁质酶增强几丁质降解，特别是对 α-几丁质。当与过氧化氢反应时，AfAA11A 对几丁质的催化活性增加，表明与其他家族的 LPMO 一样，AfAA11A 具有过氧合酶活性。这些结果表明，与先前表征的来自同一生物体的 AfAA11B 形成鲜明对比的是，AfAA11A 可能在真菌几丁质转换中起作用。因此，迄今为止相当神秘的 AA11 LPMO 家族的成员表现出相当大的结构和功能差异，并且可能在真菌生理学中具有多种作用。AfAA11A 对这两种几丁质同种异体均具有活性，并通过内切几丁质酶增强几丁质降解，特别是对 α-几丁质。当与过氧化氢反应时，AfAA11A 对几丁质的催化活性增加，表明与其他家族的 LPMO 一样，AfAA11A 具有过氧合酶活性。这些结果表明，与先前表征的来自同一生物体的 AfAA11B 形成鲜明对比的是，AfAA11A 可能在真菌几丁质转换中起作用。因此，迄今为止相当神秘的 AA11 LPMO 家族的成员表现出相当大的结构和功能差异，并且可能在真菌生理学中具有多种作用。AfAA11A 对这两种几丁质同种异体均具有活性，并通过内切几丁质酶增强几丁质降解，特别是对 α-几丁质。当与过氧化氢反应时，AfAA11A 对几丁质的催化活性增加，表明与其他家族的 LPMO 一样，AfAA11A 具有过氧合酶活性。这些结果表明，与先前表征的来自同一生物体的 AfAA11B 形成鲜明对比的是，AfAA11A 可能在真菌几丁质转换中起作用。因此，迄今为止相当神秘的 AA11 LPMO 家族的成员表现出相当大的结构和功能差异，并且可能在真菌生理学中具有多种作用。与其他家族的 LPMO 一样，AfAA11A 具有过氧化酶活性。这些结果表明，与先前表征的来自同一生物体的 AfAA11B 形成鲜明对比的是，AfAA11A 可能在真菌几丁质转换中起作用。因此，迄今为止相当神秘的 AA11 LPMO 家族的成员表现出相当大的结构和功能差异，并且可能在真菌生理学中具有多种作用。与其他家族的 LPMO 一样，AfAA11A 具有过氧化酶活性。这些结果表明，与先前表征的来自同一生物体的 AfAA11B 形成鲜明对比的是，AfAA11A 可能在真菌几丁质转换中起作用。因此，迄今为止相当神秘的 AA11 LPMO 家族的成员表现出相当大的结构和功能差异，并且可能在真菌生理学中具有多种作用。