细菌合成蛋白质量控制系统

2月5日，首尔国立大学工程学院(Dean Kookheon Char)宣布，化学与生物工程学院的Sang Woo Seo教授的研究团队(Yina Yang博士和Yong Hee Han先生)已开发出合成蛋白质量控制系统以增强细菌的全长翻译。预计该技术将提高生物制药，工业酶和生物基化学品的生产效率。

重组蛋白用于各种工业领域，从诸如胰岛素的蛋白质药物到诸如洗衣粉的工业蛋白质。由于蛋白质只能以全长和适当的3D结构执行其功能，因此使用微生物细胞工厂生产重组蛋白质需要几个蛋白质纯化步骤。为了提高生产过程的产量，已经开发了菌株改良技术以增加靶蛋白的表达水平或补充细胞中不足的氨基酸。但是，由于转录和翻译步骤在细菌中同时发生在同一位置，因此截短的mRNA可用作核糖体翻译的模板，从而导致产生不完整的多肽。

Seo教授的研究团队开发的蛋白质质量控​​制系统(ProQC)是一个合成的基因表达盒，允许核糖体仅使用完整的mRNA作为模板。在真核表达系统中，翻译过程在转录过程完成后开始。通过模仿这一点，当转录过程完成时，mRNA 3'端的顺式触发元件可与5'端的Toehold开关杂交，并暴露出核糖体结合位点以进行翻译。而且，mRNA变为环状，确保了核糖体的有效重新起始。

通过将ProQC系统应用于各种蛋白质表达，细菌细胞合成了更多的全长蛋白质(高达250%)。此外，当在ProQC系统的控制下表达生化合成途径中的酶时，目标代谢产物的生产水平也增加了两倍以上。

Sang Woo Seo教授说：“这项研究开发的基因表达系统使细菌能够选择性地翻译完整的mRNA，以自行合成高质量的蛋白质。而且，由于这项技术被应用于新的调控水平，因此当与现有的重组蛋白生产策略结合使用，将大大提高基于微生物细胞工厂的重组蛋白和生化生产的效率。”

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