从芳醛或羧酸出发，通过联合生物合成和位点特异性引入方法制备苯丙氨酸衍生物

《Nature Communications》：Combined biosynthesis and site-specific incorporation of phenylalanine derivatives from aryl aldehydes or carboxylic acids

　　

摘要

在活细胞中应用遗传密码扩展（GCE）的现象非常普遍且不断涌现，但这些应用一直受到依赖向细胞培养基中添加非标准氨基酸（nsAAs）的限制。在这里，我们报告了一种经过工程改造的细菌宿主的设计，该宿主能够完成苯丙氨酸衍生物的半合成以及这些衍生物在目标蛋白质中的定点整合。我们的平台途径对广泛存在的、手性的芳香醛或羧酸类构建块具有广泛的底物特异性，从而能够生成用于GCE的最常见的nsAAs。我们展示了12种不同nsAAs的生物合成过程，并通过基于荧光报告基因的检测方法观察到了这些化学物质的联合生物合成与整合现象。此外，我们还证明了将nsAAs的生物合成与GCE步骤相结合，可以将合成营养缺陷型生物体固有的生物限制策略从依赖nsAAs转变为依赖低成本且手性的构建块。我们的平台应有助于实现含有nsAAs的蛋白质的工业化生产，同时为那些缺乏分离技术或传统合成经验的实验室提供获取昂贵或市场上难以获得的化学物质的途径。