11月15日,中国科学院深圳先进技术研究院司同课题组在国际学术期刊ACS Synthetic Biology发表研究论文“Robotic Construction and Screening of Lanthipeptide Variant Libraries in Escherichia coli”。作者依托深圳合成生物研究重大科技基础设施(简称“大设施”),开发了羊毛硫肽(lanthipeptide)衍生物文库在大肠杆菌底盘中的自动化构建和筛选技术,系统性解析了双组份羊毛硫肽haloduracin中α多肽的构-效关系,筛选得到K13V/A15R组合突变显著提升抑菌活性。实习研究员郭二鹏为文章的第一作者,助理研究员洪志来博士为文章的共同通讯作者。
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全文链接:https://doi.org/10.1021/acssynbio.2c00344
核糖体合成后翻译肽(Ribosomally synthesized and posttranslationally modified peptide,RiPPs)是由核糖体合成,经翻译后修饰酶修饰获得具有特殊结构和活性的天然产物。羊毛硫肽是一大类RiPP,其特点是分子结构中含有一个或多个硫醚键连接的羊毛硫氨酸(Lan)和/或甲基化羊毛硫氨酸(MeLan)。在羊毛硫肽的生物合成过程中,前体肽基因先经转录翻译形成前体肽(Precursor peptide),然后被羊毛硫肽合成酶识别并在核心肽(Core peptide)中引入脱水和环化修饰。最终,前导肽被蛋白酶或转运蛋白的蛋白酶结构域移除,释放出具有功能活性的成熟羊毛硫肽。羊毛硫肽具有广泛的生物活性(如抗细菌、抗病毒、免疫调节等)和应用价值。
随后,作者进一步选择A环中Lys13、Ala15和Tyr16进行组合突变,这些位点对氨基酸突变具有高耐受性,且在同源序列中具有进化多样性。作者使用编码12种氨基酸的NDT简并密码子构建组合突变文库,通过DNA测序从4800个随机菌落中筛选得到1373个独特的三位点突变株(占理论文库容量12 × 12 × 12 = 1728的79.4%),通过琼脂抑菌实验获得序列功能关系(图3),并最终筛选得到Lys13Val-Ala15Arg组合突变可以显著降低对L. lactis指示菌的最小抑菌浓度。
PI与课题组简介:
司同,中科院深圳先进院合成生物学研究所研究员,博士生导师。国家重点研发计划合成生物学项目首席科学家,国家高层次人才(青年),深圳合成生物研究重大科技基础设施总工艺师。课题组方向为自动化合成生物技术,包括机器学习指导蛋白工程、高通量质谱筛选等,用于开发微生物细胞工厂研究和生产燃料、化工品、药物等重要分子,前期成果在Nature Communications, JACS, Angew Chemie,Metabolic Engineering等国际著名学术期刊发表论文50余篇,“谷歌学术”引用超过2400次。
课题组主要研究方向是自动化合成生物技术,依托深圳合成生物研究重大科技基础设施,采取数据驱动的设计-构建-测试-学习闭环研究范式,开展蛋白质工程、细胞工厂、天然产物等研究。长期招聘合成生物、仪器分析、微流控方向博士后、工程师、研究助理和访问学生等,有意申请者请将个人简历以邮件方式发送至tong.si@siat.ac.cn。
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