中国科学出版社
四种生物催化剂串联工作，实现了合成肽和重组蛋白的无痕结合，应用范围广泛
信用:科学中国出版社 根据中国科学院和费森尤斯·卡比的一项新研究，开发了一个多酶平台，用于无序列限制的无痕蛋白质合成和用合成肽或重组蛋白质进行修饰
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迹的蛋白质合成和功能化，在连接位点和肽底物的选择上具有显著的灵活性
蛋白质化学合成和半合成深刻影响了生命科学研究和药物创新
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存在大量反应性侧链的情况下进行两个无保护肽的选择性连接上
由于用于化学选择性捕获的连接位点的特定分子结构，现有化学方法的可能的反合成断开仅限于少数氨基酸残基
“大自然带来了复杂的生物分子系统，以优异的化学、区域和立体选择性催化大量反应，”博士说
中国科学院微生物研究所教授边武
“我们设想，通过使用同时具有严格的区域选择性和广泛的底物特异性的多种酶，天然肽的序列无关组装可能是可行的
" 在核糖体合成天然蛋白质的过程中，氨酰-tRNA合成酶(激活)和核糖体(连接)的优雅协作使得各种氨基酸的精确组装无需额外的保护基团
类似地，为了允许天然肽在没有侧链保护的情况下结合，至少需要一种用于肽C末端活化的酶和一种用于酰胺形成的额外酶
在这种背景下，吴和他的同事已经致力于与肽加工相关的采矿和工程酶超过十年
值得注意的是，用于肽C-末端功能化的高效且稳定的肽酰胺酶(PAM)和用于肽缀合的Peptiligase家族已经被开发并证明适用于工业药物肽制造
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)产物之一，最初被PAM修饰以产生相应的肽酰肼
随后，肽酰肼被氧化并转化成肽酯，其随后被用作用于无痕迹连接的Peptiligase的底物
在肽基-甘氨酸羟基化单加氧酶(PHM)和能够产生去甘氨酸肽酰胺的肽基-α-羟基甘氨酸酰胺化裂解酶(PAL)的辅助下，这种级联反应途径也可用于重组蛋白
通过总共近200个模型反应评估了每种酶的多功能性，证明了这种蛋白活化和与多种酶(PALME)平台连接的极好的序列相容性
为了进一步考察PALME平台的应用范围，吴和同事合成了一组真实的靶标，从活性药物成分到功能性修饰蛋白，包括几个目前难以解决的靶标，如内部功能化的生物大分子和带有多个相邻Cys残基的重组蛋白
由于模块化的本质，PALME平台也是其他现代技术的高度补充，如构建合作蛋白质合成程序的流动化学
“我们预计，这项研究将成为未来开发广泛适用的合成蛋白质获取协议的蓝图，并促进合成生物学的发展
”，吴说道
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