Unleashing the potential of noncanonical amino acid biosynthesis to create cells with precision tyrosine sulfation.
Unleashing the potential of noncanonical amino acid biosynthesis to create cells with precision tyrosine sulfation.
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DOI：
10.1038/s41467-022-33111-4
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发表时间：
2022-09-16
影响因子：
16.6
通讯作者：
Xiao, Han
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen, Yuda;Jin, Shikai;Zhang, Mengxi;Wu, Kuan-lin;Chang, Anna;Wang, Shichao;Tian, Zeru;Wolynes, Peter G.;Xiao, Han
尽管遗传密码扩展技术在调节蛋白质结构和功能方面有很大的潜力，但在大多数情况下需要外部添加非天然氨基酸（ncAAs），这常常限制了遗传密码扩展技术的应用，特别是对于膜内化较差的非天然氨基酸。在此，我们报道了原核和真核自主细胞的创建，这些细胞具有生物合成和对磺基酪氨酸（sTyr）进行基因编码的能力，磺基酪氨酸是一种膜通透性低的重要蛋白质翻译后修饰。这些经过工程改造的细胞能够以比文献中报道的最高水平外源添加sTyr的细胞更高的产量产生位点特异性硫酸化蛋白质。我们利用这些自主细胞制备具有位点特异性硫酸化的高效凝血酶抑制剂。通过提高非天然氨基酸的掺入效率，细胞生物合成非天然氨基酸并将其基因整合到蛋白质中的这种新增能力极大地扩展了遗传密码扩展方法的应用。
将非天然氨基酸掺入蛋白质对于改变这些蛋白质的结构和功能具有很大的潜力。在此，作者构建了代谢修饰的原核和真核细胞，这些细胞能够生物合成sTyr，并以位点特异性的方式将其掺入蛋白质中。
Despite the great promise of genetic code expansion technology to modulate structures and functions of proteins, external addition of ncAAs is required in most cases and it often limits the utility of genetic code expansion technology, especially to noncanonical amino acids (ncAAs) with poor membrane internalization. Here, we report the creation of autonomous cells, both prokaryotic and eukaryotic, with the ability to biosynthesize and genetically encode sulfotyrosine (sTyr), an important protein post-translational modification with low membrane permeability. These engineered cells can produce site-specifically sulfated proteins at a higher yield than cells fed exogenously with the highest level of sTyr reported in the literature. We use these autonomous cells to prepare highly potent thrombin inhibitors with site-specific sulfation. By enhancing ncAA incorporation efficiency, this added ability of cells to biosynthesize ncAAs and genetically incorporate them into proteins greatly extends the utility of genetic code expansion methods. Incorporation of noncanonical amino acids into proteins holds great promise for altering structure and function of these proteins. Here the authors generate metabolically modified prokaryotic and eukaryotic cells that can biosynthesize sTyr and incorporate it into proteins in a site-specific manner.
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影响因子：
64.5
作者：
Choe, H;Li, WH;Farzan, M
通讯作者：
Farzan, M
DOI：
10.1073/pnas.1309584110
发表时间：
2013-07-16
影响因子：
11.1
作者：
Chatterjee, Abhishek;Xiao, Han;Schultz, Peter G.
通讯作者：
Schultz, Peter G.
影响因子：
15
作者：
Chen, Zhi-jie;Ren, Wei;Ai, Hui-wang
通讯作者：
Ai, Hui-wang
影响因子：
5.6
作者：
Bidwell, LM;McManus, ME;Martin, JL
通讯作者：
Martin, JL
影响因子：
1.6
作者：
Dajani, R;Sharp, S;Coughtrie, MWH
通讯作者：
Coughtrie, MWH