合成生物催化剂摘译自:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.1c00045

细胞通过细胞器来区分代谢区室,隔室为其他不相容的反应创造了离散的有利环境,同时最大限度地减少了导致毒性和代谢物损失的非生产性相互作用。 
近日,来自昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所的Claudia E. Vickers课题组在《ACS synthetic biology》杂志上发表文章“Artificial Self-assembling Nanocompartment for Organizing Metabolic Pathways in Yeast”,进一步对合成细胞器进行了进一步的研究。该合成细胞器是一种基于鼠多瘤病毒病毒样颗粒(Murine polyomavirus virus-like particle, MPyV VLP)的出芽酵母(酿酒酵母)的人工代谢纳米室,利用MPyV外壳蛋白的自组装实现人工代谢纳米室的构建。课题组对纳米隔室的分子量大小、粒度分布进行了表征,并敲除VP1核定位信号来改善货物蛋白的组装和定位,以利于催化反应的进行,并证明封装后的蛋白稳定性增加。随后,课题组将MPyV VLP用于肌醇两步转化为D-葡糖二酸途径中限速酶细胞质酶肌醇加氧酶 (myo-inositol oxygenase, MIOX)的封装,结果显示酶的隔室化确实使酶的催化效率得到提高,并且减轻了MIOX给细胞生长带来的代谢负担,但是酶的表达量大大下降,因此D-葡糖二酸的整体产量低于未经隔室化封装的对照组。 
综上,该研究表征了人工自组装纳米室在实际代谢通路组织中的应用,推动了人工合成细胞器的研究进展,但要实现合成细胞器提高代谢产物的产量仍然需要进一步研究。 
图:酵母的 MPyV 纳米室设计及其在D-葡糖二酸合成途径上的应用 
(周晓杰 摘译)
 

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