Ingeniería guiada por quimioinformática de las poliquetasas

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología sintética
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las poliquetidas sintasas (PKS) son cruciales para producir diversas moléculas.
• Los módulos PKS de ingeniería, en particular para la producción de carbono β saturado a través del intercambio de bucle reductor (RL), presentan un desafío significativo.
• La quimioinformática, normalmente utilizada en el descubrimiento de fármacos, no se ha aplicado ampliamente a la ingeniería de PKS.

Objetivo del estudio:

• Establecer la quimioinformática como una estrategia viable para los intercambios de bucles reductores de PKS.
• Demostrar la utilidad del intercambio de RL para la generación de nuevos productos químicos.
• Para correlacionar la similitud de la estructura química con los rendimientos de producción en los sistemas PKS de ingeniería.

Principales métodos:

• Se introdujeron diversas RL de donantes en el primer módulo de extensión de la PKS de lipomicina (LipPKS1).
• Se expandió el método a la comunicación bimodular mediante la introducción de RL en LipPKS2 para la producción de lactona triketida.
• Utilizó el análisis de quimiosimilaridad de pares de átomos para predecir y correlacionar con la formación de productos.

Principales resultados:

• Los PKS unimodulares diseñados lograron títulos de producto correlacionados con la similitud del sustrato RL con LipPKS1.
• Se ha alcanzado un título de 165 mg/L de ácidos grasos de cadena corta utilizando Streptomyces albus J1074.
• Se observó una correlación estadísticamente significativa entre la quimiosimilaridad de pares de átomos y el rendimiento del producto tanto en la ingeniería unimodular como en la bimodular de PKS.

Conclusiones:

• La quimioinformática proporciona un método poderoso y predictivo para la ingeniería de intercambios de bucle reductor de PKS (RL).
• Este enfoque facilita la producción de productos deseados y no naturales de policetida.
• El método de quimioinformática establecido puede guiar el diseño racional de PKS para la síntesis química novedosa.