构建链霉菌无细胞平台挖掘套索肽类天然产物

作     者：潘陈梦笑 刘天罡 刘然 PAN Chenmengxiao;LIU Tiangang;LIU Ran

作者机构：武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室武汉湖北430071 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所中国科学院定量工程生物学重点实验室深圳广东518055 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2022年第62卷第5期

页      面：1754-1768页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 100701[医学-药物化学] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFA0900400,2021YFC2101000) 国家自然科学基金(31971341,32100053) 深圳合成生物学研究所科研项目(HSY89901038) 

主　　题：链霉菌 无细胞平台 套索肽 天然产物 

摘      要：【目的】套索肽作为一类核糖体翻译后修饰肽(RiPPs)广泛分布于放线菌中,以其独特的修饰结构和多样的生理活性受到了广泛的关注。为了更好地研究未知的套索肽,期望开发基于链霉菌的无细胞转录翻译平台(下称“无细胞平台)实现无细胞合成套索肽或其前体肽。【方法】首先尝试以不同的链霉菌构建无细胞合成平台,并以绿色荧光蛋白为报告蛋白对平台产率进行优化;在构建合适稳定的表达体系后,将包含有套索肽生物合成基因的质粒引入体系中以探索套索肽的无细胞合成。【结果】在对基于模式菌株Streptomyces lividans TK24的无细胞体系进行制备工艺、体系组分、反应条件等多个参数进行优化后,该体系最高能达到90μg/mL的荧光蛋白表达量;基于该体系成功表达了目标套索肽的前体肽,并通过融合SUMO标签增加前体肽在该体系中的稳定性。【结论】本研究成功构建了一类链霉菌无细胞平台,为丰富来源的基因表达提供了可能性。尽管该体系在对表达套索肽未知蛋白的适用性上仍有待进一步提升,但无细胞平台在天然产物的探索中将起到越来越重要的作用。