非天然蛋白質(zhì)可以通過(guò)調(diào)節(jié)天然生物體中的基因發(fā)揮作用
2017/3/4 10:51:58點(diǎn)擊：
檸檬酸合酶催化來(lái)自糖酵解或其它異化反應(yīng)的乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合合成檸檬酸的反應(yīng)，它控制TCA循環(huán)入口，受多種調(diào)控。在對(duì)SynGltA蛋白如何拯救△gltA大腸桿菌的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)SynGltA并不是一個(gè)酶；相反，它通過(guò)調(diào)節(jié)替代的代謝途徑而恢復(fù)△gltA大腸桿菌中心碳和能量代謝的缺陷。具體地說(shuō)，SynGltA通過(guò)未知的機(jī)制作用增強(qiáng)了prpC的表達(dá)；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(nèi)源性蛋白質(zhì)具有混雜催化活性，當(dāng)過(guò)表達(dá)時(shí)，可補(bǔ)償檸檬酸合酶的缺失。這項(xiàng)結(jié)果表明，非天然蛋白質(zhì)（與自然界中的序列無(wú)關(guān)）可以通過(guò)調(diào)節(jié)天然生物體中的基因發(fā)揮作用。
合成生物學(xué)旨在賦予活生物體新的功能。 在多數(shù)情況下，這些功能從自然界中已經(jīng)存在的序列組裝而成。 然而，蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的進(jìn)步使得我們可以構(gòu)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(xì)胞提供必要的功能。 這些進(jìn)展打開(kāi)了創(chuàng)造“人工蛋白質(zhì)組”的可能性，所述“人工蛋白質(zhì)組”包含在自然界中不出現(xiàn)但仍然維持活生物體生長(zhǎng)的蛋白序列。這些新的蛋白質(zhì)從一個(gè)文庫(kù)中篩選而來(lái)；在這個(gè)文庫(kù)中，序列被設(shè)計(jì)成可折疊形成穩(wěn)定的4-螺旋束。使用稱(chēng)為二元圖案化的策略設(shè)計(jì)文庫(kù)，其明確地將序列中的每個(gè)位置指定為極性或非極性，但允許每個(gè)位置的氨基酸的同一性組合改變。為了確認(rèn)二元圖案化蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)，其中幾個(gè)被生物物理表征、且顯示折疊成可溶性α螺旋結(jié)構(gòu)。二進(jìn)制代碼旨在指定特異的折疊，它并不設(shè)計(jì)蛋白功能。盡管如此，文庫(kù)中的某些蛋白可結(jié)合小分子并在體外催化反應(yīng)；一些二元圖案化蛋白質(zhì)在體內(nèi)也能發(fā)揮作用。普林斯頓大學(xué)化學(xué)系 Hecht MH實(shí)驗(yàn)室從早期構(gòu)建的1.5×106二進(jìn)制圖案蛋白序列庫(kù)中篩到了一個(gè)命名為SynGltA的蛋白質(zhì)，它能拯救gltA基因（編碼檸檬酸合酶）缺失的大腸桿菌的生長(zhǎng)，但SynGltA蛋白如何拯救△gltA大腸桿菌，機(jī)理未知。 Hecht MH實(shí)驗(yàn)室近期發(fā)表在《ACS Synthetic Biology》雜志的一項(xiàng)研究結(jié)果揭曉了這一謎題。
合成生物學(xué)旨在賦予活生物體新的功能。 在多數(shù)情況下，這些功能從自然界中已經(jīng)存在的序列組裝而成。 然而，蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的進(jìn)步使得我們可以構(gòu)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(xì)胞提供必要的功能。 這些進(jìn)展打開(kāi)了創(chuàng)造“人工蛋白質(zhì)組”的可能性，所述“人工蛋白質(zhì)組”包含在自然界中不出現(xiàn)但仍然維持活生物體生長(zhǎng)的蛋白序列。這些新的蛋白質(zhì)從一個(gè)文庫(kù)中篩選而來(lái)；在這個(gè)文庫(kù)中，序列被設(shè)計(jì)成可折疊形成穩(wěn)定的4-螺旋束。使用稱(chēng)為二元圖案化的策略設(shè)計(jì)文庫(kù)，其明確地將序列中的每個(gè)位置指定為極性或非極性，但允許每個(gè)位置的氨基酸的同一性組合改變。為了確認(rèn)二元圖案化蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)，其中幾個(gè)被生物物理表征、且顯示折疊成可溶性α螺旋結(jié)構(gòu)。二進(jìn)制代碼旨在指定特異的折疊，它并不設(shè)計(jì)蛋白功能。盡管如此，文庫(kù)中的某些蛋白可結(jié)合小分子并在體外催化反應(yīng)；一些二元圖案化蛋白質(zhì)在體內(nèi)也能發(fā)揮作用。普林斯頓大學(xué)化學(xué)系 Hecht MH實(shí)驗(yàn)室從早期構(gòu)建的1.5×106二進(jìn)制圖案蛋白序列庫(kù)中篩到了一個(gè)命名為SynGltA的蛋白質(zhì)，它能拯救gltA基因（編碼檸檬酸合酶）缺失的大腸桿菌的生長(zhǎng)，但SynGltA蛋白如何拯救△gltA大腸桿菌，機(jī)理未知。 Hecht MH實(shí)驗(yàn)室近期發(fā)表在《ACS Synthetic Biology》雜志的一項(xiàng)研究結(jié)果揭曉了這一謎題。
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