• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

酶的重新设计与遗传密码扩展

Enzyme redesign and genetic code expansion.

作者信息

Opuu Vaitea, Simonson Thomas

机构信息

Institut Chimie Biologie Innovation (CNRS UMR8231), Ecole Supérieure de Physique et Chimie de Paris (ESPCI), 75005 Paris, France.

Laboratoire de Biologie Structurale de la Cellule (CNRS UMR7654), Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91128 Palaiseau, France.

出版信息

Protein Eng Des Sel. 2023 Jan 21;36. doi: 10.1093/protein/gzad017.

DOI:10.1093/protein/gzad017
PMID:37879093
Abstract

Enzyme design is an important application of computational protein design (CPD). It can benefit enormously from the additional chemistries provided by noncanonical amino acids (ncAAs). These can be incorporated into an 'expanded' genetic code, and introduced in vivo into target proteins. The key step for genetic code expansion is to engineer an aminoacyl-transfer RNA (tRNA) synthetase (aaRS) and an associated tRNA that handles the ncAA. Experimental directed evolution has been successfully used to engineer aaRSs and incorporate over 200 ncAAs into expanded codes. But directed evolution has severe limits, and is not yet applicable to noncanonical AA backbones. CPD can help address several of its limitations, and has begun to be applied to this problem. We review efforts to redesign aaRSs, studies that designed new proteins and functionalities with the help of ncAAs, and some of the method developments that have been used, such as adaptive landscape flattening Monte Carlo, which allows an enzyme to be redesigned with substrate or transition state binding as the design target.

摘要

酶设计是计算蛋白质设计(CPD)的一个重要应用。它能从非天然氨基酸(ncAA)提供的额外化学性质中极大受益。这些非天然氨基酸可被整合到“扩展”的遗传密码中,并在体内引入到目标蛋白质中。遗传密码扩展的关键步骤是改造一种氨酰 - 转移RNA(tRNA)合成酶(aaRS)以及一种处理非天然氨基酸的相关tRNA。实验性定向进化已成功用于改造aaRS,并将200多种非天然氨基酸整合到扩展密码中。但定向进化有严重局限性,且尚未适用于非天然氨基酸骨架。CPD有助于解决其一些局限性,并且已开始应用于这个问题。我们综述了重新设计aaRS的努力、借助非天然氨基酸设计新蛋白质和功能的研究,以及所使用的一些方法进展,如适应性景观扁平化蒙特卡罗方法,该方法允许以底物或过渡态结合作为设计目标来重新设计酶。

相似文献

1
Enzyme redesign and genetic code expansion.酶的重新设计与遗传密码扩展
Protein Eng Des Sel. 2023 Jan 21;36. doi: 10.1093/protein/gzad017.
2
Plasticity and Constraints of tRNA Aminoacylation Define Directed Evolution of Aminoacyl-tRNA Synthetases.tRNA 氨酰化的可塑性和约束条件决定了氨酰-tRNA 合成酶的定向进化。
Int J Mol Sci. 2019 May 9;20(9):2294. doi: 10.3390/ijms20092294.
3
Practical Approaches to Genetic Code Expansion with Aminoacyl-tRNA Synthetase/tRNA Pairs.利用氨酰-tRNA 合成酶/tRNA 对实现遗传密码子扩展的实用方法。
Chimia (Aarau). 2024 Feb 28;78(1-2):22-31. doi: 10.2533/chimia.2024.22.
4
High-Throughput Aminoacyl-tRNA Synthetase Engineering for Genetic Code Expansion in Yeast.高通量氨酰-tRNA 合成酶工程在酵母中的遗传密码扩展。
ACS Synth Biol. 2022 Jul 15;11(7):2284-2299. doi: 10.1021/acssynbio.1c00626. Epub 2022 Jul 6.
5
Performance analysis of orthogonal pairs designed for an expanded eukaryotic genetic code.正交对设计用于扩展的真核遗传密码的性能分析。
PLoS One. 2012;7(4):e31992. doi: 10.1371/journal.pone.0031992. Epub 2012 Apr 6.
6
Genetic Code Expansion in Mammalian Cells Through Quadruplet Codon Decoding.通过四联体密码子解码实现哺乳动物细胞中的遗传密码扩展。
Methods Mol Biol. 2023;2676:181-190. doi: 10.1007/978-1-0716-3251-2_13.
7
Protein Expression with Biosynthesized Noncanonical Amino Acids.生物合成非天然氨基酸的蛋白质表达。
Methods Mol Biol. 2023;2676:87-100. doi: 10.1007/978-1-0716-3251-2_6.
8
Aminoacyl-tRNA Synthetases and tRNAs for an Expanded Genetic Code: What Makes them Orthogonal?氨酰-tRNA 合成酶和用于扩展遗传密码的 tRNA:是什么使它们正交?
Int J Mol Sci. 2019 Apr 19;20(8):1929. doi: 10.3390/ijms20081929.
9
A Robust and Quantitative Reporter System To Evaluate Noncanonical Amino Acid Incorporation in Yeast.一种用于评估酵母中非天然氨基酸掺入的强大且定量的报告系统。
ACS Synth Biol. 2018 Sep 21;7(9):2256-2269. doi: 10.1021/acssynbio.8b00260. Epub 2018 Sep 4.
10
"Not-so-popular" orthogonal pairs in genetic code expansion.遗传密码扩展中的“非流行”正交对。
Protein Sci. 2023 Feb;32(2):e4559. doi: 10.1002/pro.4559.

引用本文的文献

1
Synthetic biology and artificial intelligence in crop improvement.合成生物学与人工智能在作物改良中的应用
Plant Commun. 2025 Feb 10;6(2):101220. doi: 10.1016/j.xplc.2024.101220. Epub 2024 Dec 12.
2
Xeno Amino Acids: A Look into Biochemistry as We Do Not Know It.异种氨基酸:探索我们未知的生物化学领域。
Life (Basel). 2023 Nov 29;13(12):2281. doi: 10.3390/life13122281.