《Science | 进化启发的非核糖体肽合成酶工程》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-03-28
  • 2024年3月22日,德国马克斯-普朗克研究所的研究人员在Science上发表了题为Evolution-inspired engineering of nonribosomal peptide synthetases的文章。

    许多临床使用的药物来源于或受到细菌天然产物的启发,这些天然产物通常通过非核糖体肽合成酶(NRPSs)产生,大合成酶以流水线方式激活并连接单个氨基酸。

    该研究描述了几种细菌NRPS的详细系统发育分析,导致鉴定了硫基化(T)结构域内尚未描述的重组位点,可用于NRPS工程。然后,研究人员开发了一种受进化启发的“T结构域之间的交换单元”(XUT)方法,该方法允许在广泛的GC含量,蛋白质相似性和延伸器单元特异性范围内组装NRPS片段,如由五种不同的NRPS片段设计和组装的蛋白酶体抑制剂的特异性生产所证明的那样。

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    • 编译者:李康音
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    • 2024年2月14日,纽卡斯尔大学等机构的研究人员在Nature在线发表了题为A new family of bacterial ribosome hibernation factors的文章。 为了在饥饿和压力下节省能量,许多生物体使用冬眠因子蛋白来抑制蛋白质合成并保护其核糖体免受损害。在细菌中,已经描述了两个冬眠因子家族,但这些蛋白质的低保守性以及物种、栖息地和环境压力源的巨大多样性混淆了它们的发现。 该研究通过结合低温电子显微镜、遗传学和生物化学,研究人员确定了 Balon,这是适应寒冷的细菌 Psychrobacter urativorans 中的一种新的冬眠因子。研究人员发现 Balon 是古真核翻译因子 aeRF1 的远距离同源物,存在于 20% 的代表性细菌中。在冷休克或静止期,Balon 在与 EF-Tu 复合的空置和积极翻译核糖体中占据核糖体 A 位点,突出了 EF-Tu 在细胞应激反应中的意想不到的作用。与典型的 A 位点底物不同,Balon 以不依赖 mRNA 的方式与核糖体结合,启动了一种新的核糖体冬眠模式,这种冬眠模式可以在核糖体仍在参与蛋白质合成时开始。 该研究表明,Balon-EF-Tu调节的核糖体冬眠是一种无处不在的细菌应激反应机制,并且研究人员证明了分枝杆菌中假定的Balon同系物以类似的方式与核糖体结合。这一发现要求对当前从常见模式生物推断的核糖体冬眠模型进行修订,并对我们如何理解和研究核糖体冬眠具有许多意义。