我國科學(xué)家研制出非天然輔酶的合成酶

    煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide Adenine Dinucleotide, NAD）是生物體不可或缺的輔酶。調(diào)控NAD水平被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)細(xì)胞的性能，但由于NAD關(guān)聯(lián)大量代謝反應(yīng)，導(dǎo)致其調(diào)控策略的可預(yù)見性低。

    近期，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究團(tuán)隊(duì)在非天然輔酶研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)以煙酸單核苷酸(Nicotinic Acid Mononucleotide, NaMN)腺苷酰轉(zhuǎn)移酶(NadD)為模板，半理性設(shè)計(jì)并改造其底物NaMN和腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate, ATP)的結(jié)合口袋，獲得偏好煙酰胺單核苷酸(Nicotinamide Mononucleotide, NMN)和胞苷三磷酸(Cytidine Triphosphate, CTP)的突變體——煙酰胺胞嘧啶二核苷酸合成酶 (Nicotinamide Cytosine Dinucleotide Synthetase, NcdS)。研究人員在大腸桿菌中表達(dá)NcdS，實(shí)現(xiàn)了利用內(nèi)源的CTP和NMN合成煙酰胺胞嘧啶二核苷酸(Nicotinamide Cytosine Dinucleotide, NCD)；通過強(qiáng)化前體合成步驟，胞內(nèi)NCD含量可超過天然輔酶，達(dá)到5.0mM，獲得NCD自給型平臺(tái)菌株。此外，研究人員通過表達(dá)NCD偏好型蘋果酸酶和D-乳酸脫氫酶，發(fā)現(xiàn)可將蘋果酸高選擇性轉(zhuǎn)化為D-乳酸，表明胞內(nèi)形成了NCD介導(dǎo)的代謝子系統(tǒng)，對(duì)精準(zhǔn)調(diào)控NAD關(guān)聯(lián)代謝具有重要參考價(jià)值。

    該項(xiàng)研究解決了胞內(nèi)NCD供給難題，為基于非天然輔酶的合成生物學(xué)和化學(xué)生物學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Communications》雜志。

    論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-22357-z

    注：此研究成果摘自《Nature Communications》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場，僅供參考。

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