文献综述
——基于Tag/Catcher系统的双酶复合体的构建
摘要:探索和挖掘新型组装模块,构建更加稳定且适用范围更广的多酶催化组装体系,具有重要实际意义。 SpyCatcher 和 SpyTag 互作蛋白可在各种条件下通过自发反应形成共价键,产生稳定的分子自组装体,在蛋白质领域获得了广泛应用。
关键词:自组装双酶复合物; 多酶复合体系; Tag/Catcher;分子粘合剂
一、文献综述
多酶复合体系因其高效的整体催化能力已成为合成生物学的研究热点,构建高效稳定的人工多酶反应器在生物催化领域具有广阔的应用前景[1]。
近年来,研究者通过蛋白质脚手架、DNA 脚手架及多肽或蛋白质介导的无骨架自组装技术等在胞内成功构建了多个人工多酶反应系统。然而上述方法多采用非共价的组装模块,易受细胞生长环境如温度、pH、离子强度等因素的影响,导致多酶复合体系不稳定,从而影响级联反应的催化效率[2-3]。但经研究发现,源于 CnaB2 结构域的 SpyTag / SpyCatcher 体系,解决了上述的大多数难题,在多种条件下均能自发形成稳定异肽键,在蛋白质领域获得了广泛应用。CnaB2 是 Streptcoccus pyogenes 纤粘连蛋白 FbaB 中分离出来的一个结构域[4]。CnaB2 可被拆 分 为 两 个 部 分: SpyTag ( 13 个 氨 基 酸 残 基) 和SpyCatcher( 116 个氨基酸残基) [5]。SpyTag 中的 Asp和 SpyCatcher 上 的 Lys 能自发反应生成异肽共价键[6]。因此 SpyTag / SpyCatcher 体系在作为多酶自组装工具上有着重要的应用潜力。
最初,Kang 等人于2007年发出了第一代分子粘合剂,他们在酿脓链球菌Sreprococcus pyogenes菌毛蛋白(Pilin)中发现了异肽键的形成[2],继而研发出了第一代分子粘合剂PilinRing[7]。异肽键(Isopeptide bond)是指蛋白质序列中氨基酸之间至少有一个非alpha;位的氨基或按基参与形成的肽键[8],又分为分子内异肽键和分子间异肽键。PilinRing-C、PilinRing-N与SnoopRing在形成异肽键时伴随着NH3的产生,而SpyRing与SdyRing则伴随着水的产生。如今,分子粘合剂已经成为研究的热点。
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