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首次体外重建葡萄糖代谢通路

http://wuns.whu.edu.cn 2017-03-01 作者:

 
 
    本报综合消息 ACS Synthetic Biology(《美国化学学会合成生物学》)近日发表了关于体外重建脂肪酸的最新研究成果,由药学院刘天罡教授课题组与第二临床学院内分泌科主任医师徐焱成课题组共同完成。
    论文题为In vitro reconstitution and optimization of the entire pathway to convert glucose into fatty acid(《体外重建和优化葡萄糖到脂肪酸的完整代谢通路》),首次成功在体外重建了从葡萄糖到脂肪酸的完整代谢通路,实现了30个酶在体外试管中共同协调工作,展示了体外合成生物学的巨大潜力。这是刘天罡教授课题组继2011年在PNAS发表体外重建脂肪酸合成途径之后的又一重要突破。
    葡萄糖和脂肪酸是生命体中普遍存在的小分子物质,在能量供给、细胞结构组成方面扮演着重要的角色,不仅如此,葡萄糖和脂肪酸还与许多代谢类疾病如肥胖、糖尿病和心血管疾病的发生发展密切相关,因此与之相关的代谢通路一直是科学家们研究的热点。为了能对这些核心的代谢通路和酶反应体系有更深刻的理解,体外重建一直是一种经典的生物化学研究方法。
    该研究利用滴定的方法,对体系中关键酶进行优化,并替换丙酮酸脱氢酶复合体来提高催化效率。经过一系列的优化,成功地将脂肪酸产量从最初低于质谱检测限提高到理论得率的9.3%。研究还体外重建了大肠杆菌来源的磷酸戊糖途径,同时验证了体外重建系统在辅因子循环利用方面的潜力。
    目前,刘天罡课题组致力于进一步扩展体外重建系统,为代谢工程改造提供主代谢途径的关键信息,并通过体外重建系统的独特视角加深人们对复杂生物系统的认识。
(“创新品牌”专栏)


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