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Les chercheurs développent la voie enzymatique artificielle pour synthétiser des isoprenoids dans Escherichia coli

Les chercheurs de l'université de l'Etat de la Caroline du Nord ont développé une voie enzymatique artificielle pour synthétiser des isoprenoids, ou des terpènes, dans Escherichia coli. Ces plus court, une voie plus efficace, plus rentable et personnalisable transforme Escherichia coli en usine qui peut produire des terpènes pour l'usage dans tout à partir des médicaments contre le cancer aux combustibles organiques.

Les terpènes sont une grande classe des molécules naturelles qui sont utiles dans les industries s'échelonnant des pharmaceutiques et des cosmétiques à la nourriture et aux combustibles organiques. En nature, des terpènes sont trouvés dans les centrales et les microbes ; par exemple, le lycopène - qui donne à des tomates leur couleur - est un terpène.

Puisqu'il n'est pas pratique pour extraire ces molécules directement de leurs sources naturelles, les scientifiques peuvent employer la biosynthèse pour les produire. Cependant, biosynthesizing des terpènes a traditionnellement la remise en question prouvée.

Des « il est difficile biosynthesize terpènes parce que les méthodes de la nature pour effectuer les synthons de ces molécules sont prolongées, compliqué et concerner les enzymes il est difficile concevoir que, » dit Gavin Williams, professeur agrégé de chimie à la condition d'OR et à l'auteur important d'un article décrivant le travail. « Ces difficultés le rendent à leur tour dur pour concevoir des microbes pour fabriquer ces molécules dans les grands nombres. »

Williams travaille avec Escherichia coli, insérant des voies enzymatiques dans les bactéries qui les transforment en usines moléculaires minuscules de production. Avec l'ancien stagiaire Sean Lund de Ph.D., et l'étudiant de troisième cycle actuel Rachael Hall, Williams a conçu une voie artificielle pour la synthèse de terpène qui utilise seulement deux enzymes, plutôt que les six ou les sept qui se produisent dans des voies naturelles.

La « nature utilise approximativement deux routes pour la synthèse de terpène, et chacune se compose de six ou sept enzymes, » Williams dit. « Nous avons produit une troisième route - un raccourci - avec deux enzymes qui se produisent en nature, mais qui ne soyez pas normalement impliqué dans cette voie. »

Un des enzymes principales Williams et de son équipe utilisée - une phosphatase acide (phone) - élimine normalement des phosphates. Mais dans la voie artificielle, cette enzyme exécute abilement la réaction inverse. Le « phone est particulièrement utile ici, en raison de sa nature promiscueuse, » Williams dit. La « promiscuité en enzymes signifie qu'ils peuvent effectuer la même transformation sur beaucoup de différentes molécules. »

L'équipe a conçu Escherichia coli pour produire plusieurs différentes variétés de terpène avec la voie simplifiée, y compris le lycopène. Ils ont constaté que la voie neuve était également aussi productive que plus longtemps, plus de voies de difficile-à-technicien actuel en service.

« Ces voie et tension simples et prototypiques est juste comme efficace que ceux qui ont été considérable conçus en fabriquant les molécules d'intérêt, » Williams dit. « Et parce que la voie est promiscueuse, il est personnalisable. »

Les prochaines opérations pour les chercheurs comprennent utilisant la voie pour préparer les terpènes qui sont neufs à la nature pour l'usage dans les composés qui sont trop chers de fabriquer avec des méthodes actuelles.