Gesteuerte Promiskuität von Enzymen
Die Forscher des Projekts FUNCEVODUPLIGENES (Probing the evolution of promiscuity and functional diversification among ancient gene duplicates) untersuchten die Gründe für die genetischen Unterschiede zwischen den Duplikaten. Der Erfolg in diesem Forschungsgebiet wird das Wissen über die Proteinevolution erweitern. Weitere Vorteile sind die gesteuerte Verwendung von promiskuitiven Enzymen, bei der ein Enzym eine zweite Funktion aufweist, die in der Biotechnologie eingesetzt werden kann. Außerdem wäre eine genauere gentechnische Erzeugung von industriellen Enzymen und eine genaue Vorhersagen in Bezug auf die Entwicklung von Antibiotikaresistenz nach Einführung neuer antimikrobieller Mittel möglich. Die Wissenschaftler kultivierten Mutanten von Escherichia coli (E. coli), um die funktionelle Diversifizierung der Flavoprotein-Disulfid-Reduktasen (FDR) zu untersuchen. Doch nach der Bestätigung der ineffizienten Proteinproduktion von FDR in diesen Mutanten manipulierten die Forscher die Ribosomen-Bindungsstelle, die die Übersetzung dieser FDR antreibt. Mithilfe eines gelb fluoreszierenden Proteins als Reporter entwickelten die Forscher ein Hochdurchsatzverfahren, um das Übersetzungspotenzial von großen RBS-Bibliotheken mit etwa einer viertel Million Varianten zu charakterisieren. Der nächste Schritt bestand darin, diejenigen zu identifizieren, die eine effiziente Proteinexpression verliehen. Für die zukünftige Forschung würde der Ersatz für derzeitige RBS von FDR durch diese effizienten Varianten dann ihre Fähigkeit, die FDR-Expression im Bakterium zu steigern, testen. Das Wissen über Funktionsveränderungen für die Gensequenzen könnte für die Verwendung von promiskuitiven Enzymen in bioindustriellen Branchen wie Enzymologie, chemische Biologie und für modernste gerichtete Evolutionstechniken eingesetzt werden.
Schlüsselbegriffe
Promiskuität von Enzymen, Proteinevolution, industrielle Enzyme, Antibiotikaresistenz