効率的なモジュラーポリケチド合成酵素の同類再結合による進化

科学分野:

• 生物化学
• 合成生物学
• 自然製品合成

背景:

• タイプIポリケチド合成酵素 (PKS) は,複雑な天然産物を生成する大きな多機能酵素である.
• PKSのモジュール構造は,酵素ドメインを改変することによってカスタムバイオカタリストの設計を可能にします.
• 前回のPKSエンジニアリングの努力は,しばしば酵素の活性が低下し,製品の生産量が制限されました.

研究 の 目的:

• 機能的なキメリックPKS酵素を生成し,識別するための多用途の方法を開発する.
• エンジニアリング PKS を使用してカスタムマクロラクトンとマクロリドを合成する.
• 新しい抗生物質のような分子を作るための PKS エンジニアリングの可能性を探求する.

主な方法:

• ハイブリッドライブラリを作成するために,Saccharomyces cerevisiaeのピクロミシンとエリトロミシン経路からのPKS遺伝子のハイブリッド化.
• 高通量プラズミド浄化,変換,配列化,タンパク質発現,in vitro反応,および代謝物分析のための96wellプレート形式を使用した.
• 新しい機能性とメタボリート生成のためのキメリックPKS酵素を生成し,スクリーニングした.

主要な成果:

• 新しい機能を持つ活性化キメリックPKS酵素を成功裏に生成し,特定しました.
• これらのキメリックPKSを発現するStreptomyces venezuelae菌株は,エンジニアリングされたマクロラクトンを産生した.
• 選択されたPKSキメラによって生成されるマクロラクトンをさらに機能化することによって,新しいマクロリドアナログが合成されました.

結論:

• 開発された方法は,PKS経路をモジュール構成要素として設計するための堅牢なプラットフォームを提供します.
• このアプローチは,潜在的な治療用途を持つカスタムマクロラクトンとマクロリドの作成を容易にする.
• PKSのモジュール組み立ては 新しい抗生物質のような化合物の発見と生産に 有望な戦略を提供します