連続した非自然拡張装置の設置のためのモジュールポリケチド合成体の基板特異性を設計する

科学分野:

• 生物化学
• 合成生物学
• 分子生物学

背景:

• ポリケチドは様々な構造を持つ生物活性分子である.
• ポリケチド合成酵素 (PKS) は,ポリケチドを合成する大きな酵素である.
• 工学的なPKSは,新しいポリケチド類の創造を可能にします.

研究 の 目的:

• PKS エンジニアリングの限界を克服し,特にアシルトランスファーゼ (AT) ドメインを克服する.
• ピクロミシン PKSにおけるATの基板特異性を調査する.
• 非天然の拡張装置をポリケチドに組み込むことを可能にします.

主な方法:

• ピクロミシン PKS のアシルトランスファーゼ (AT) ドメインを設計する.
• メチルマロニル-コア誘導体を含む非天然の拡張装置を使用しています.
• 活性サイト変異を用いて基質特異性を変化させる.
• メタボリートとボトルネックを特定するために,製品の分布を分析します.

主要な成果:

• メチルマロニル-コアを含む非天然の拡張ユニットを受け入れるように設計されたATドメイン.
• 連続した非自然派生を組み込むために選択性の逆転を達成しました.
• ゲートキーパーとして下流のケトリデクタゼとケトシンタゼドメインを特定した.
• 2つの非天然の延長ユニットで最初の全長ポリケチド製品を製造しました.

結論:

• タンデムATエンジニアリングは,ポリケチド構造の多様化のための実行可能な戦略です.
• 下流ドメインは,PKS経路の設計におけるボトルネックとして機能する.
• この研究は,PKS工学とポリケチド合成の将来の進歩のためのプラットフォームを提供します.