Биоретросинтез
Биоретросинтез — это метод синтеза органических химических веществ из недорогих предшественников и эволюционировавших ферментов . [1] Этот метод основан на гипотезе ретроэволюции, предложенной в 1945 году генетиком Норманом Горовицем . [2]
Техника
[ редактировать ]Этот метод работает в обратном направлении от мишени, чтобы идентифицировать молекулу-предшественник и фермент, который превращает ее в мишень, а затем второй предшественник, который может производить первый, и так далее, пока простая и недорогая молекула не станет началом ряда. [1] Для каждого предшественника фермент развивается с использованием индуцированных мутаций и естественного отбора для создания более продуктивной версии. Эволюционный процесс может повторяться на протяжении нескольких поколений до тех пор, пока не будет достигнута приемлемая продуктивность. [1] Процесс не требует высокой температуры, высокого давления, использования экзотических катализаторов или других элементов, которые могут увеличить затраты. [1] «Оптимизация» ферментов, которая увеличивает выработку одного предшественника из другого, является кумулятивной, поскольку одно и то же повышение производительности предшественника потенциально может быть использовано для нескольких целевых молекул. [1]
Диданозин
[ редактировать ]В 2014 году этот метод был использован для производства против ВИЧ , препарата диданозина : [2] была идентифицирована более простая молекула, которая может превращаться в диданозин при специфическом химическом превращении в присутствии специфического фермента. [2] Ген , создающий фермент, затем «скопировали», добавив случайные мутации к каждой копии с помощью рибокиназной инженерии. [2] Мутантные гены были вставлены в Escherichia coli бактерии и использованы для производства (теперь мутантных) ферментов. Затем ферменты смешивали с предшественником, а мутантные ферменты, продуцирующие наибольшее количество диданозина, сохраняли и реплицировали. Один мутант стимулировал выработку диданозина в 50 раз. [2] Первый шаг был повторен, используя первый предшественник вместо диданозина, находя еще более простой предшественник и фермент для его производства. Один мутировавший фермент привел к увеличению производства нуклеозидов в 9500 раз. [2] Третий регресс позволил им начать с простого и недорогого сахара под названием дидезоксирибоза и производить диданозин в трехэтапной последовательности. [2]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и «Решение биоретросинтеза: повернуть эволюцию вспять, чтобы сделать более дешевые лекарства» . КурцвейлАИ. 09.04.2014. дои : 10.1038/nchembio.1494 . Проверено 9 апреля 2014 г.
Бирмингем, WR; Старберд, Калифорния; Паносян, Т.Д.; Наннеманн, ДП; Айверсон, ТМ; Бахманн, Б.О. (2014). «Биоретросинтетическая конструкция пути биосинтеза диданозина» . Химическая биология природы . 10 : 392–399. дои : 10.1038/nchembio.1494 . ПМК 4017637 . ПМИД 24657930 . - ^ Jump up to: а б с д и ж г «Поворот эволюции в обратном направлении обещает более дешевый и экологичный способ создания новых лекарств» . ScienceDaily. дои : 10.1038/nchembio.1494 . Проверено 9 апреля 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Команда биоретросинтеза — Институт систем и синтетической биологии» . Issb.genopole.fr . Проверено 9 апреля 2014 г.
