Ученые создали «короткий путь» к биосинтезу терпена в кишечной палочке
Исследователи из Университета Северной Каролины разработали искусственный ферментный канал для синтеза изопреноидов или терпенов в кишечной палочке.
Этот более короткий, эффективный, дешевый и настраиваемый путь превращает бактерию в фабрику для производства веществ, используемых в широком спектре продуктов: от противораковых препаратов до биотоплива, сообщает eurekalert.org. Терпены – крупный класс молекул естественного происхождения, применяемых в промышленности. В природе они встречаются в растениях и микробах. Так, к терпенам принадлежит ликопин, дающий помидорам их цвет.
Прямое извлечение молекул из их природных источников – непрактичный подход. Ученые могут использовать биосинтез, но получать терпены таким способом трудно.
«Для получения компонентов вещества требуются длительные и сложные процессы, а также ферменты, которые тяжело изготовить, — Сказал адъюнкт-профессор Гэвин Уильямс, ведущий автор работы. – В результате возникают проблемы при создании микробов, способных генерировать молекулы в больших количествах».
Вместе с Шоном Лундом и Рэйчел Холл, специалист решил проблему, разработав искусственный путь, требующий всего 2 энзимов вместо 6 или 7, как в природе.
«Натуральный терпен синтезируется 2 способами. И каждый включает 6-7 ферментов. Мы разработали третий, короткий путь, всего с 2 энзимами, встречающимися в природе, но обычно не участвующие в создании изопреноидов», — сказал Уильямс.
Одно из использованных веществ — кислая фосфатаза (PhoN), в нормальном состоянии отвечает за удаление фосфатов. В новой системе она выполняет обратную функцию.
«Фермент особенно полезен здесь за счет склонности к неразборчивости, — сказал Уильямс. – Это значит, что PhoN может осуществлять одну трансформацию на разных молекулах».
Команда вывела кишечную палочку, производящую несколько видов терпенов, включая ликопин. Новый метод по эффективности соответствовал более сложным и длительным процессам, используемым сегодня. На следующих этапах авторы хотят получить с помощью своей системы не встречающиеся в природе терпены, которые дорого производить существующими способами.
Исследование описано в статье журнала ACS Synthetic Biology.
