一种模块化的双组分蛋白质笼结构，用于实现酶的空间有序组装并提升代谢通量

《Journal of Materials Chemistry B》：A modular two-component protein cage for spatially organized enzymatic assembly and enhanced metabolic flux

本设计了一种双组分蛋白笼I5232STNT，利用正交标记系统实现灵活酶招募。在体内外可编程共定位酶蛋白，并利用膜靶向肽将异戊烯基焦磷酸异构酶（Idi）定向至膜区，与下游色素合成酶CrtE近距离排列，使番茄红素产量提升4倍，为代谢工程提供新工具。

　　

将酶组织在自组装的蛋白质笼结构中是一种有望复制自然界催化效率的策略。然而，大多数现有研究都集中在单组分蛋白质笼的功能化上。在这里，我们展示了一种双组分蛋白质笼支架I5232_STNT，该支架通过正交的SpyTag/SpyCatcher（ST/SC）和SnoopTag/SnoopCatcher（NT/NC）系统进行工程设计，以实现灵活的酶招募。这种可寻址的支架能够在体外和活细胞中实现含有相应生物偶联结构域的不同蛋白质的可编程共定位，这一点通过使用荧光蛋白对得到了验证。此外，我们还表明可以在蛋白质笼形成之前或之后将目标蛋白质装载到笼结构中。通过整合一个靶向细胞膜的肽段，我们将胞质酶Idi（异戊二烯二磷酸异构酶）重新定向到大肠杆菌的细胞膜上，使其靠近下游的番茄红素途径酶CrtE。这种空间组织方式使番茄红素的产量增加了4.0倍，证明了该支架通过底物导向作用增强代谢流的能力。我们的模块化平台为构建空间有序的多酶组装体提供了一个多功能工具，在合成生物学和代谢工程领域具有广泛的应用前景。