在一个重建的无细胞系统中优化马洛尼尔辅酶A生物传感器,以检测乙烯基-CoA核糖酶活性
Shohei Ito1,2, Shota Nishikawa2,3, Naohiro Terasaka2
1School of Life Science and Technology, Institute of Science Tokyo, Tokyo 152-8550, Japan.
ACS synthetic biology
|July 31, 2025
概括
研究人员开发了一种无细胞生物传感器,用于检测马洛尼尔辅酶A (malonyl-CoA),从而改善脂肪酸和聚基酸的产生. 这种工具增强了用于代谢工程应用的乙-甲酸碳酸酶 (ACC) 的选和演变.
科学领域:
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 马洛尼尔辅酶A (malonyl-CoA) 对于脂肪酸和多基化物生物合成至关重要,影响生物燃料和制药生产.
- 优化乙-CoA碳氧酶 (ACC) 是代谢工程的关键,需要有效的马洛尼尔-CoA检测方法.
- 现有的 * Bacillus subtilis * FapR / FapO 生物传感器具有局限性,包括狭窄的检测范围和不一致的性能.
研究的目的:
- 为改进ACC评估开发一个优化的,无细胞的malonyl-CoA生物传感器系统.
- 为了提高马洛尼尔-CoA生物传感器的检测范围和灵敏度,用于高通量选.
- 为了在无细胞系统中识别强大的FapR/FapO对来进行敏感的马洛尼尔-CoA检测.
主要方法:
- 在 *Bacillus subtilis* FapR/FapO 生物传感器中设计间隔序列,用于无细胞应用.
- 从各种Bacillota物种中选同源的FapR/FapO对.
- 使用复制的无细胞蛋白质合成系统进行生物传感器开发和测试.
主要成果:
- 开发了一种体外马洛尼尔-CoA生物传感器,其检测范围扩大 (50-1500μM),动态范围提高了95.3倍.
- 鉴定出一种具有高灵敏度的*Bacillus cytotoxicus* FapR/FapO对,在500μM时达到96.6倍的动态范围.
- 在无细胞系统中展示了ACC活性的敏感检测,从100 pM的ACCDNA量化了马洛尼尔-CoA.
结论:
- 优化的无细胞生物传感器系统为ACC的定向进化和高通量选提供了一个强大的平台.
- 这项技术显著推进了代谢工程和合成生物学,因为它可以精确量化马洛尼尔-CoA.
- 开发的生物传感器克服了先前体内系统的局限性,提供了更广泛的适用性和更高的灵敏度.
