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科学家开发了多酶平台用于无序列限制的无痕蛋白质合成

导读 据中国科学院和费森尤斯卡比 (Fresenius Kabi) 的一项新研究,开发了一种多酶平台,用于使用合成肽或重组蛋白进行无序列限制的无痕蛋白

据中国科学院和费森尤斯卡比 (Fresenius Kabi) 的一项新研究,开发了一种多酶平台,用于使用合成肽或重组蛋白进行无序列限制的无痕蛋白合成和修饰。

发表在《国家科学评论》杂志上的研究结果强调,可以合理利用具有多种功能的酶来提供无痕蛋白质合成和功能化,并在连接位点和肽底物的选择方面具有显着的灵活性。

蛋白质化学合成和半合成对生命科学研究和药物创新产生了深远的影响。在过去的二十年里,蛋白质合成策略的发展一直集中在如何在大量反应侧链存在的情况下进行两个未受保护的肽的选择性连接。由于用于化学选择性捕获的连接位点的特定分子结构,现有化学方法可能的逆合成断开仅限于少数氨基酸残基。

中国科学院微生物研究所教授卞武博士说:“大自然带来了复杂的生物分子系统,用于催化大量反应,具有出色的化学选择性、区域选择性和立体选择性。”“我们设想通过使用具有严格区域选择性和广泛底物特异性的多种酶,天然肽的序列独立组装可能是可行的。”

在核糖体合成天然蛋白质的过程中,氨酰-tRNA 合成酶(活化)和核糖体(连接)的巧妙协作使不同氨基酸的精确组装成为可能,而无需额外的保护基团。类似地,为了在没有侧链保护的情况下结合天然肽,需要至少一种用于肽 C 端活化的酶和一种用于形成酰胺的额外酶。

在此背景下,Wu 及其同事致力于与肽加工相关的酶的挖掘和工程化已有十多年。值得注意的是,用于肽 C 端功能化的高效和稳健的肽酰胺酶 (PAM) 和用于肽缀合的肽酶家族已被开发并证明适用于工业制药肽制造。

在本研究中,引入了连接两种生物催化剂的桥梁来构建完整的反应路线。肽酰胺是最基本的固相肽合成 (SPPS) 产品之一,最初通过 PAM 进行修饰以产生相应的肽酰肼。之后,肽酰肼被氧化并转化为肽酯,随后将其作为肽酶的底物进行无痕连接。

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