化学情報学によるペプチド天然産物の細胞なし探査
Jarrett M Pelton1, Joshua E Hochuli2, Patric W Sadecki3
1Division of Chemical Biology and Medicinal Chemistry, UNC Eshelman School of Pharmacy, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, North Carolina 27599, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 12, 2024
まとめ
細胞フリートランスレーションシステムは,複雑なペプチド天然産物 (NP) と同類物を生成する. 新しいアルゴリズムと最適化された方法により これらの分子の利用可能な化学空間が広がります
科学分野:
- 合成生物学
- コンピュータ化学
- 生物化学
背景:
- 細胞フリートランスレーションシステムにおける in vitro の進歩により,ペプチド天然産物 (NP) の生成が可能である.
- 非正規のアミノ酸と再結合酵素の組み込みはNP合成の能力を拡張する.
- 多様なペプチドNPの化学空間にアクセスするためのセルフリー技術の完全な可能性は,まだ探求されていません.
研究 の 目的:
- 現在の細胞フリー技術でアクセス可能なペプチドNP空間を評価する.
- ペプチドNPの構成要素を分析し,合成アクセシビリティを予測するための計算ツールを開発する.
- 新しく複雑なペプチドNPを合成するためのセルフリーツールボックスを拡張する.
主な方法:
- NPsをリボソームトランスレーションの構成要素に分解するペプチド解析アルゴリズムを開発した.
- ペプチドNPの生体特性分析とレトロバイオシンセティック分析を行った.
- マクロサイクラゼ PatG と PCY1 を用いて改造されたペプチドNP のライブラリを合成した.
- ピペラジック酸のリボソーム組み込みが確立され,最適化されました.
主要な成果:
- ペプチドNPで濃縮された優先度の高い構成要素が特定されましたが,以前は細胞フリーシステムで試験されていません.
- 高度変異ペプチドNPの全合成のための細胞フリートランスレーションの実現性を示した.
- 細胞フリートランスレーションシステムにピペラジック酸を組み込み, 化学的空間を拡大しました.
結論:
- 細胞フリートランスレーションは,ペプチドNP全合成の実現可能な方法であり,技術の限界を拡大しています.
- 開発された計算ツールは,ペプチドNPの化学空間を探求するのに役立ちます.
- 将来の研究は,NPおよびNPのような分子のためのリボソーム生物合成経路の設計のためにこれらの進歩を活用することができます.
