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首个从头合成的人工酶问世

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-09  来源:CAS BioInfo  浏览次数:1327
核心提示:2018年1月15日,《自然-化学生物学》报道了普林斯顿大学的研究者设计和构建的蛋白质,在大肠杆菌细胞中起到酶的催化作用。这意味着从头合成的蛋白质同时具有体内生命特征和体外催化活性,实现了酶的功能,该研究为全新的功能生物体带来了曙光。
 2018年1月15日,《自然-化学生物学》报道了普林斯顿大学的研究者设计和构建的蛋白质,在大肠杆菌细胞中起到酶的催化作用。这意味着从头合成的蛋白质同时具有体内生命特征和体外催化活性,实现了酶的功能,该研究为全新的功能生物体带来了曙光。

研究团队针对大肠杆菌制造了一些人工蛋白质,探究其对大肠杆菌生命活动的影响。研究者在2011年首次发现了这些人造蛋白质,终于在过去的6年里研究出了这些蛋白质功能的精确机制。这种被称为Syn-F4的人工蛋白完全由合成基因编码,内含20种氨基酸,总长度约为100个氨基酸。纯化的Syn-F4能水解螯铁肠菌素,表达Syn-F4能让原本无法存活的大肠杆菌在铁限制培养基中生长,表明新序列能为生物体提供维持生存的酶功能。

研究小组创建了一种缺少酶Fes大肠杆菌菌株,没有这种酶大肠杆菌无法分解含铁铁肠菌素而获得维持生命所需的铁。缺少酶Fes大肠杆菌菌株在含铁培养基上会被染成红色(因无法分解螯铁肠菌素而造成铁的累积),而加入Syn-F4的人造蛋白后,大肠杆菌变成了白色,这表明Syn-F4实际上就是一种可以替代Fes对螯铁肠菌素进行水解的酶。

研究者表示,大肠杆菌有4000个不同基因,研究者已经拯救了其中0.1%。假设被替换10%或20%的基因组,它应该算是一种新生命。

该研究成果标志着人类将跳出自然界局限来生产酶制剂,原本需要花费数十亿年才能进化出的蛋白,现在只要花费几个月就能创造。合成生物学将迎来一个崭新的时代。

关键词: 酶制剂
 
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