生物の遺伝子コードにα,α-非置換およびβ結合モノマーを加える

科学分野:

• 合成生物学
• 生物化学
• 分子生物学

背景:

• 遺伝子コードは非正規のアミノ酸の組み込みを許容するが,リボソーム基板に限定される.
• 合成酵素を設計する現在の方法は,リボソーム基板に依存しており,進化の行き詰まりを生み出しています.
• 生物の細胞で合成されるタンパク質の 化学的多様性を制限します

研究 の 目的:

• 進化の行き詰まりを突破する 遺伝子コードの拡張
• 非リボソーム基板でtRNAをアシレートする合成酵素を選択する方法を開発する.
• 自然のアミノ酸を超えて 遺伝子コードの化学的範囲を拡大する

主な方法:

• オートゴナル合成酵素の直接選択のためのtRNAディスプレイの開発.
• 非正規のモノマー (ncM) で正規のtRNAをアシレートできる合成酵素の選択.
• 新しいアミノ酸の局所特有の細胞結合の実証.

主要な成果:

• 8つの非正規アミノ酸と8つのncmの正規合成酵素を成功裏に選択した.
• β-アミノ酸,α,α-非置換アミノ酸,およびβ-ヒドロキシ酸の選択が含まれています.
• 遺伝子でコードされた β-アミノ酸とα,α-非置換アミノ酸をタンパク質に組み込むことが実証された.

結論:

• tRNAの表示は,遺伝子コードの拡張のためのリボソーム基板依存性の制限を克服します.
• この方法は,より広い範囲の非正規のモノマーのための合成酵素の選択を可能にします.
• タンパク質の化学的多様性と 合成生物学の潜在的応用を拡大します