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天津工生所在中心代謝途徑監測研究中取得進展
2020年08月24日 11:36:58
來源：天津工業生物技術研究所 點擊量：3995
中國科學院天津工業生物技術研究所研究員張大偉帶領的蛋白質合成與微生物代謝研究團隊，與研究員林建平率領的酶設計平臺團隊合作，實現在同一個蛋白模板上建立糖酵解途徑（EMP）和磷酸戊糖途徑（PPP）中3個生物傳感器。
【化工儀器網 科技前沿】生物體中心代謝包括糖酵解途徑、磷酸戊糖途徑等保守途徑，對這些途徑中代謝物的實時胞內檢測可應用在代謝途徑監控、工業微生物育種、醫學診斷等領域。然而，自然界中缺乏能夠實現對中心代謝物監測的元件和方法，現有的小分子監測生物傳感器的種類和數量很少，挖掘生物傳感元件，研究傳感機理并應用到重要代謝途徑的監測具有重要意義和應用前景。
中國科學院天津工業生物技術研究所研究員張大偉帶領的蛋白質合成與微生物代謝研究團隊，與研究員林建平率領的酶設計平臺團隊合作，實現在同一個蛋白模板上建立糖酵解途徑(EMP)和磷酸戊糖途徑(PPP)中3個生物傳感器。研究人員基于蛋白型生物傳感器機理，以人源的次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT)為配體結合域，建立磷酸戊糖途徑中5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)生物傳感器，并以該蛋白為模板，根據配體結合位置重新設計活性口袋，以識別新的磷酸戊糖途徑代謝物赤蘚糖-4-磷酸(E4P)和糖酵解代謝物3-磷酸甘油酸(3PG)。
此外，結合流式篩選提高E4P生物傳感器的響應度，將該元件應用于篩選高產L-苯丙氨酸生產菌株及改造。該研究中3個生物傳感器均由一個目標蛋白設計而成，為大范圍分子生物傳感器的計算設計及開發提供一種策略，特別是對無轉錄調控因子、無合適或未知結合蛋白的分子，提供一種構建其生物傳感元件的方法，為實時動態檢測糖酵解途徑與磷酸戊糖途徑的代謝提供技術支撐。
研究工作得到國家重點研發計劃、中科院相關項目和天津市相關項目的支持，相關研究成果發表在Biosensors and Bioelectronics上。天津工生所博士研究生丁冬芹和助理研究員李金龍為論文共同第一作者，張大偉和林建平為論文共同通訊作者。
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