【Angew. Chem. Int. Ed.】原核生物萜烯生物合成的相分离多酶区室化

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代谢区室是由级联代谢酶组成的多酶复合物，这些代谢酶由非共价相互作用动态结合。多酶复合物具有底物通道，其中中间体保留在复合物内，并被下游酶快速转化为产物。与所有酶以离散的独立形式存在相比，将酶聚集成复合物，通过促进中间转移、隔离中间泄漏、减少有毒中间产物引起的副作用以及简化通向所需产品的代谢流量，有助于控制代谢流。

液-液相分离（LLPS）在细胞中形成生物分子凝结物或凝聚层。代谢酶可以形成相分离的亚细胞室富集酶、辅因子和底物。
基于此，近期，香港中文大学夏江课题组报道了一种合成多酶凝结物的构建，该凝结物在原核生物大肠杆菌中催化萜烯α-法尼烯的生物合成。该构建是以LAF-1衍生的RGGRGG为支架蛋白，通过RIAD/RIDD相互作用组装二磷酸异构酶Idi和法尼基焦磷酸合酶IspA，再利用LLP形成多酶凝结物。


图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.


在大肠杆菌细胞内构建的多酶凝结物将细胞溶质空间划分为高酶密度和低酶密度区域，并导致α-法尼烯产量显著增加。


图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.


这项工作证明了LLP驱动的原核细胞质空间的区域化、生物合成途径的凝聚以及α-法尼烯生物合成的增强。


参考文献：Phase-Separated Multienzyme Compartmentalization for Terpene Biosynthesis in a Prokaryote

Angew. Chem. Int. Ed. doi: 10.1002/anie.202203909

原文作者：Yue Wang+, Min Liu+, Qixin Wei, Wanjie Wu, Yanping He, Jiayang Gao, Renjie Zhou, Liwen Jiang, Jianan Qu, and Jiang Xia*


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