Exploración libre de células guiada por quimioinformática de los productos naturales de péptidos

Área de la Ciencia:

• Biología sintética
• Química computacional
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• Los avances en los sistemas de traducción sin células in vitro permiten la producción de productos naturales de péptidos (PN).
• La incorporación de aminoácidos no canónicos y enzimas recombinantes amplía las capacidades para la síntesis de NP.
• Queda por explorar todo el potencial de las tecnologías libres de células para acceder a diversos espacios químicos de péptidos NP.

Objetivo del estudio:

• Evaluar el espacio NP de péptidos accesible a través de las tecnologías libres de células actuales.
• Desarrollar una herramienta computacional para analizar los bloques de construcción del péptido NP y predecir la accesibilidad sintética.
• Ampliar la caja de herramientas libre de células para la síntesis de nuevos y complejos péptidos NP.

Principales métodos:

• Desarrolló un algoritmo de análisis de péptidos para descomponer las NPs en bloques de construcción de traducción ribosómica.
• Se realizó un análisis de las propiedades biofísicas y un análisis retrobiosintético de los NPs peptídicos.
• Sintetizó una biblioteca de NPs de péptidos modificados utilizando las macrociclasas PatG y PCY1.
• Incorporación ribosómica establecida y optimizada de ácidos piperazicos habilitados por flexizmo.

Principales resultados:

• Bloques de construcción de alta prioridad enriquecidos en péptidos NP pero no probados previamente en sistemas libres de células.
• Demostró la viabilidad de la traducción libre de células para la síntesis total de péptidos NP altamente modificados.
• Incorporó con éxito ácidos piperazicos en sistemas de traducción libres de células, expandiendo el espacio químico accesible.

Conclusiones:

• La traducción libre de células es un método factible para la síntesis total de péptidos NP, con límites tecnológicos en expansión.
• La herramienta computacional desarrollada ayuda a explorar el espacio químico del péptido NP.
• El trabajo futuro puede aprovechar estos avances para diseñar vías biosintéticas ribosómicas para NP y moléculas similares a NP.