给细菌“增产能”，新技术使其蛋白质产量增加一倍以上

近日，首尔国立大学工程学院宣布，该院研究团队已经开发了一个合成蛋白质质量控制系统，以增强细菌中的全长翻译。这项技术有望提高生物制药、工业酶和生物基化学品的生产效率。

重组蛋白质用于各种工业领域。由于蛋白质只能通过全长和适当的三维结构来发挥功能，使用微生物细胞工厂生产重组蛋白质需要几个蛋白质纯化步骤。

为了提高生产过程的产量，已经开发了菌株改良技术来提高靶蛋白表达水平或补充细胞中不足的氨基酸。

然而，由于细菌中的转录和翻译步骤同时发生在同一个地方，截短的基因可以作为核糖体翻译的模板，从而产生不完整的多肽。

该研究团队开发的蛋白质质量控制系统(ProQC)是一种合成的基因表达盒，允许核糖体只使用完整的mRNA作为模板。在真核表达系统中，翻译过程在转录过程完成后开始。

通过模拟这一过程，当转录过程完成时，位于mRNA 3’端的顺式触发元件可以与5’端的Toehold开关杂交，并暴露核糖体结合位点进行翻译。此外，基因变成环状，确保核糖体有效地重新启动。

通过将ProQC系统应用于各种蛋白质表达，细菌细胞合成了更多的全长蛋白质(高达250%)。此外，当生化合成途径中的酶在ProQC系统的控制下表达时，目标代谢物的产生水平也增加了两倍以上。

研究人员表示，这项研究中开发的基因表达系统可使细菌选择性地翻译完整的mRNA，自行合成高质量的蛋白质。此外，当与现有的重组蛋白生产策略一起使用时，将极大地提高微生物重组蛋白和生化生产的效率。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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