非天然蛋白質可以通過調節天然生物體中的基因發揮作用
2017/3/4 10:51:58點擊：
檸檬酸合酶催化來自糖酵解或其它異化反應的乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合合成檸檬酸的反應，它控制TCA循環入口，受多種調控。在對SynGltA蛋白如何拯救△gltA大腸桿菌的研究中，研究者發現SynGltA并不是一個酶；相反，它通過調節替代的代謝途徑而恢復△gltA大腸桿菌中心碳和能量代謝的缺陷。具體地說，SynGltA通過未知的機制作用增強了prpC的表達；prpC是編碼丙酸鹽降解途徑中的檸檬酸甲酯合酶基因。這種內源性蛋白質具有混雜催化活性，當過表達時，可補償檸檬酸合酶的缺失。這項結果表明，非天然蛋白質（與自然界中的序列無關）可以通過調節天然生物體中的基因發揮作用。
合成生物學旨在賦予活生物體新的功能。 在多數情況下，這些功能從自然界中已經存在的序列組裝而成。 然而，蛋白質設計的進步使得我們可以構建出折疊和功能完全新穎的蛋白序列。 此外，在一些情況下，新的蛋白序列已被證明能為活細胞提供必要的功能。 這些進展打開了創造“人工蛋白質組”的可能性，所述“人工蛋白質組”包含在自然界中不出現但仍然維持活生物體生長的蛋白序列。這些新的蛋白質從一個文庫中篩選而來；在這個文庫中，序列被設計成可折疊形成穩定的4-螺旋束。使用稱為二元圖案化的策略設計文庫，其明確地將序列中的每個位置指定為極性或非極性，但允許每個位置的氨基酸的同一性組合改變。為了確認二元圖案化蛋白質設計的表現，其中幾個被生物物理表征、且顯示折疊成可溶性α螺旋結構。二進制代碼旨在指定特異的折疊，它并不設計蛋白功能。盡管如此，文庫中的某些蛋白可結合小分子并在體外催化反應；一些二元圖案化蛋白質在體內也能發揮作用。普林斯頓大學化學系 Hecht MH實驗室從早期構建的1.5×106二進制圖案蛋白序列庫中篩到了一個命名為SynGltA的蛋白質，它能拯救gltA基因（編碼檸檬酸合酶）缺失的大腸桿菌的生長，但SynGltA蛋白如何拯救△gltA大腸桿菌，機理未知。 Hecht MH實驗室近期發表在《ACS Synthetic Biology》雜志的一項研究結果揭曉了這一謎題。
合成生物學旨在賦予活生物體新的功能。 在多數情況下，這些功能從自然界中已經存在的序列組裝而成。 然而，蛋白質設計的進步使得我們可以構建出折疊和功能完全新穎的蛋白序列。 此外，在一些情況下，新的蛋白序列已被證明能為活細胞提供必要的功能。 這些進展打開了創造“人工蛋白質組”的可能性，所述“人工蛋白質組”包含在自然界中不出現但仍然維持活生物體生長的蛋白序列。這些新的蛋白質從一個文庫中篩選而來；在這個文庫中，序列被設計成可折疊形成穩定的4-螺旋束。使用稱為二元圖案化的策略設計文庫，其明確地將序列中的每個位置指定為極性或非極性，但允許每個位置的氨基酸的同一性組合改變。為了確認二元圖案化蛋白質設計的表現，其中幾個被生物物理表征、且顯示折疊成可溶性α螺旋結構。二進制代碼旨在指定特異的折疊，它并不設計蛋白功能。盡管如此，文庫中的某些蛋白可結合小分子并在體外催化反應；一些二元圖案化蛋白質在體內也能發揮作用。普林斯頓大學化學系 Hecht MH實驗室從早期構建的1.5×106二進制圖案蛋白序列庫中篩到了一個命名為SynGltA的蛋白質，它能拯救gltA基因（編碼檸檬酸合酶）缺失的大腸桿菌的生長，但SynGltA蛋白如何拯救△gltA大腸桿菌，機理未知。 Hecht MH實驗室近期發表在《ACS Synthetic Biology》雜志的一項研究結果揭曉了這一謎題。
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