高效编码非标准氨基酸的氨酰-tRNA合成酶/tRNA配对筛选策略及其应用

来自研究人员团队开发了一套从320万成员MaPylRS活性位点突变库中筛选特异性氨酰-tRNA合成酶（RS）/tRNA配对的新方案，该方案通过生死选择与荧光监测技术，成功实现非标准氨基酸（ncAA）的高效精准蛋白质嵌入，为遗传密码扩展技术提供了稳定可靠的工具平台。

　　

研究人员开发了一套系统性筛选方案，可从公开的320万突变体库中筛选Methanomethylophilus alvus吡咯赖氨酰-tRNA合成酶（MaPylRS）活性位点突变体，获得能高效解码非标准氨基酸（ncAA）的特异性氨酰-tRNA合成酶（RS）/tRNA配对体系。该协议包含四个核心环节：首先制备突变库并构建所需细胞系；随后通过生死双重选择（阳性选择富集功能性RS，阴性淘汰误识标准氨基酸的突变体）；接着利用三重荧光状态监测评估ncAA嵌入效率与保真度；最终对优选突变体进行应用特性表征。获得的RS/tRNA配对兼容原核与真核系统，适用于靶标蛋白质研究。值得注意的是，MaPylRS突变体具有卓越稳定性，不仅适用于细胞内的蛋白质合成，还可拓展至细胞游离表达体系，并支持结构与体外功能分析。该方案适用于具备基础分子生物学技术的团队，其特色包括：可靠的阳性对照设计、阶段化进度监测体系以及稳健的突变体表征流程。使用者可在30–50天内从库中筛选出ncAA特异性的RS/tRNA配对系统。