一直以來，人類利用完整的微生物細胞作為催化體系來制備所需的產(chǎn)品，例如釀酒、釀醋和酸奶制作均已有了數(shù)千年的歷史。
近年來，人工金屬酶（ArM）技術(shù)的發(fā)展為全細胞催化劑賦予了更強大的催化能力。然而，ArM與全細胞催化劑的聯(lián)用面臨兩大挑戰(zhàn)，一是ArM對環(huán)境高度敏感，二是ArM本身在細胞內(nèi)的組裝（蛋白和非生物輔因子的連接過程）較困難。
湖南大學化學化工學院教授白玉罡課題組報道了一項突破性研究成果，利用液-液相分離（LLPS）技術(shù)，在大腸桿菌中創(chuàng)建出了由蛋白構(gòu)成的人工隔室，為人工金屬酶提供穩(wěn)定的“庇護所”，從而成功開發(fā)了具備高活性和高穩(wěn)定性的全細胞催化劑。這一技術(shù)被稱為ArM-LLPS技術(shù)，它不僅能大幅提升單細胞催化效率，還在罹患結(jié)腸癌的小鼠模型中實現(xiàn)了靶向催化-原位產(chǎn)藥過程，為癌癥治療提供了全新的潛在解決方案。
實驗中，團隊成功在LLPS隔室內(nèi)的HS蛋白上構(gòu)建出了多種人工金屬酶，相比傳統(tǒng)的周質(zhì)策略，該技術(shù)顯著提升了人工金屬酶在單細胞中的含量。
為驗證ArM-LLPS技術(shù)的實際應(yīng)用潛力，團隊成員還構(gòu)建了小鼠結(jié)腸癌模型，接受全細胞催化劑與前藥組合治療的小鼠，其治療效果優(yōu)于常規(guī)藥物治療組，且器官毒性和體重減輕情況大幅改善。據(jù)介紹，這種“基于催化劑的靶向治療”策略為癌癥的靶向治療提供了新的可能性。人工金屬酶與LLPS聯(lián)用的ArM-LLPS技術(shù)展現(xiàn)了巨大潛力，可帶來高質(zhì)、高效的全細胞催化劑系統(tǒng)。
相關(guān)研究成果1月8日發(fā)表于《自然·化學生物學》（Nature Chemical Biology）上。
研究得到國家自然科學基金、湖南省科技廳以及湖南省研究生創(chuàng)新基金等資助。
相關(guān)論文信息：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01819-7
本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-8-270-0.html在大腸桿菌中建人工隔室 人工金屬酶有了“庇護所”
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