Nature子刊：一种可以合成非天然氨基酸的细菌

　　特拉华大学工程学院化学与生物分子工程系助理教授Aditya Kunjapur实验室的研究人员改造细菌合成了一种氨基酸，这种氨基酸含有一种罕见的功能基团，其他人已经证明这种功能基团对我们的免疫系统调节有影响。研究人员还教会了一种细菌菌株产生氨基酸，并将其放置在目标蛋白质的特定位置。

　　

在这项研究中，研究人员专注于对硝基- l -苯丙氨酸(pN-Phe)，这是一种非标准氨基酸，既不是20种标准氨基酸之一，也不在自然界中观察到。pN-Phe已被其他研究小组用来帮助免疫系统对通常不会产生反应的蛋白质产生反应。

Kunjapur说:“硝基化学官能团具有宝贵的特性，而那些试图重塑新陈代谢的人们对它的探索还不够充分。”“pN-Phe在文献中也有很好的历史——它可以添加到小鼠的蛋白质上，传递给老鼠，免疫系统将不再耐受该蛋白质的原始版本。”这种能力有望用于治疗或预防由免疫系统难以锁定的流氓蛋白质引起的疾病。”

遗传密码扩展方法允许研究人员增加由DNA编码的可用氨基酸的“字母表”。通过将代谢工程技术与遗传密码扩展相结合，研究人员能够创建一个自主生产硝化蛋白质的系统。

Kunjapur说:“由于硝基官能团的化学性质，我们选择的氨基酸作为这个项目的目标是非常规的，我们领域的许多科学家可能没有预料到它可以通过生物合成来制造。”

这项研究的下一步是优化他们的方法来合成更多的硝化蛋白质，并将这项工作扩展到其他微生物中。长期目标是进一步完善这一与疫苗或免疫疗法相关的应用平台，这一努力得到了Kunjapur 2021年AIChE兰格奖和2022年美国国立卫生研究院院长新颖奖的支持。为了进一步支持这一长期目标，Kunjapur和这篇论文的第一作者、博士候选人Neil Butler共同创立了Nitro Biosciences。

巴特勒说:“我认为这意味着很有趣，因为你可以利用细菌的中心代谢，它产生不同化合物的能力，通过一些修改，你就可以扩大它的化学储备。”“硝基功能在生物学中很少见，在标准的20种氨基酸中也不存在，但我们发现细菌的新陈代谢具有足够的延展性，可以重新连接以创造和整合这种功能。”

Kunjapur补充说:“细菌是潜在有用的药物输送工具。我们认为我们已经创造了一种工具，可以利用细菌在体内产生目标抗原的能力，同时利用硝化作用在这些抗原上发光的能力。”

文章标题

A platform for distributed production of synthetic nitrated proteins in live bacteria