科學(xué)家開發(fā)了多酶平臺用于無序列限制的無痕蛋白質(zhì)合成

據(jù)中國科學(xué)院和費森尤斯卡比 (Fresenius Kabi) 的一項新研究，開發(fā)了一種多酶平臺，用于使用合成肽或重組蛋白進行無序列限制的無痕蛋白合成和修飾。

發(fā)表在《國家科學(xué)評論》雜志上的研究結(jié)果強調(diào)，可以合理利用具有多種功能的酶來提供無痕蛋白質(zhì)合成和功能化，并在連接位點和肽底物的選擇方面具有顯著的靈活性。

蛋白質(zhì)化學(xué)合成和半合成對生命科學(xué)研究和藥物創(chuàng)新產(chǎn)生了深遠的影響。在過去的二十年里，蛋白質(zhì)合成策略的發(fā)展一直集中在如何在大量反應(yīng)側(cè)鏈存在的情況下進行兩個未受保護的肽的選擇性連接。由于用于化學(xué)選擇性捕獲的連接位點的特定分子結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有化學(xué)方法可能的逆合成斷開僅限于少數(shù)氨基酸殘基。

中國科學(xué)院微生物研究所教授卞武博士說：“大自然帶來了復(fù)雜的生物分子系統(tǒng)，用于催化大量反應(yīng)，具有出色的化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和立體選擇性。”“我們設(shè)想通過使用具有嚴(yán)格區(qū)域選擇性和廣泛底物特異性的多種酶，天然肽的序列獨立組裝可能是可行的。”

在核糖體合成天然蛋白質(zhì)的過程中，氨酰-tRNA 合成酶(活化)和核糖體(連接)的巧妙協(xié)作使不同氨基酸的精確組裝成為可能，而無需額外的保護基團。類似地，為了在沒有側(cè)鏈保護的情況下結(jié)合天然肽，需要至少一種用于肽 C 端活化的酶和一種用于形成酰胺的額外酶。

在此背景下，Wu 及其同事致力于與肽加工相關(guān)的酶的挖掘和工程化已有十多年。值得注意的是，用于肽 C 端功能化的高效和穩(wěn)健的肽酰胺酶 (PAM) 和用于肽綴合的肽酶家族已被開發(fā)并證明適用于工業(yè)制藥肽制造。

在本研究中，引入了連接兩種生物催化劑的橋梁來構(gòu)建完整的反應(yīng)路線。肽酰胺是最基本的固相肽合成 (SPPS) 產(chǎn)品之一，最初通過 PAM 進行修飾以產(chǎn)生相應(yīng)的肽酰肼。之后，肽酰肼被氧化并轉(zhuǎn)化為肽酯，隨后將其作為肽酶的底物進行無痕連接。

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