流行病學資料證實經常食用十字花科蔬菜和降低癌癥風險之間的相關性。這種預防癌癥的性質主要歸因于芥子油苷產物,例如在西蘭花中發現的葡萄糖苷。中國科學院微生物研究所于波團隊首次報道了通過基因選擇、途徑設計和蛋白質工程在大腸桿菌中成功構建了蘿卜硫苷的生物合成途徑。蘿卜硫苷是植物來源的癌癥化學預防前體。
研究者使用支鏈氨基酸轉移酶3催化兩個轉氨基反應,以確保前體分子的純度和使用半胱氨酸作為硫供體以簡化合成途徑。兩種嵌合細胞色素P450酶被工程化改造并在大腸桿菌中表達。最初的植物C-S裂解酶被粗糙孢菌猝滅半胱氨酸亞砜裂解酶取代。其它途徑酶分別從擬南芥、蕪菁和甘藍中挖掘。通過共表達優化酶實現體內蘿卜硫苷的合成,并通過液相色譜—串聯質譜法進行分析。分析發現沒有其它硫苷類似物合成,可促進下游純化過程。這項研究中蘿卜硫苷的合成為這種健康有益的硫代葡萄糖苷的大規模合成奠定了基礎。相關研究發表在《ACS Synthetic Biology》雜志。
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