Ukierunkowany promiskuityzm katalityczny enzymów
Naukowcy z projektu FUNCEVODUPLIGENES (Probing the evolution of promiscuity and functional diversification among ancient gene duplicates) badali przyczyny różnic genetycznych między duplikatami. Powodzenie badań na tym polu poszerzy wiedzę dotyczącą ewolucji białek. Pozostałe korzyści obejmują kierowane użycie promiskuityzmu katalitycznego enzymów, gdyż ich funkcja poboczna może być użyta w biotechnologii. Co więcej, będzie możliwe bardziej precyzyjne tworzenie enzymów przemysłowych metodami inżynierii genetycznej i dokładniejsze przewidywanie ewolucji antybiotykooporności przy wprowadzaniu nowych antybiotyków. Naukowcy prowadzili kultury mutantów Escherichia coli (E. coli), aby zbadać funkcjonalne zróżnicowanie reduktaz disiarczku flawoproteiny (FDR). Stwierdzono jednak, że wytwarzanie białka FDR u tych mutantów jest niedostateczne, więc badacze zmodyfikowali miejsce wiązania rybosomu (RBS), które napędza translację tych FDR. Przy użyciu żółtego białka fluorescencyjnego jako reportera, badacze stworzyli wysokoprzepustową metodę do charakterystyki potencjału translacyjnego dużych bibliotek RBS, zawierających ćwierć miliona wariantów. Następnym krokiem była identyfikacja tych, które powodowały wydajną ekspresję białek. Zamiana obecnego RBS w FDR na te skuteczne warianty pozwoli w przyszłości przebadać ich możliwość wzmocnienia ekspresji FDR u bakterii. Wiedza o zmianie funkcji sekwencji genetycznych może być zastosowana do wykorzystania promiskuityzmu katalitycznego enzymów w sektorach bioprzemysłowych, takich jak enzymologia, biologia chemiczna i przełomowe techniki kierowanej ewolucji.
Słowa kluczowe
Promiskuityzm katalityczny enzymów, ewolucja białek, enzymy przemysłowe, antybiotykooporność