Войти
Биоретросинтез - это метод синтеза органических химикатов из недорогих прекурсоров и эволюционирующих ферментов. Этот метод основан на гипотезе ретро-эволюции, предложенной в 1945 г. генетиком Норманом Горовицем.
Метод работает в обратном направлении от мишени, чтобы идентифицировать молекулу-предшественник и фермент, который превращает ее в мишень, а затем второй предшественник, который может произвести первую, и так далее, пока не будет получен простой и недорогой молекула становится началом серии.
Для каждого предшественника фермент развивается с использованием индуцированных мутаций и естественного отбора для получения более продуктивной версии. Эволюционный процесс может повторяться в течение нескольких поколений до тех пор, пока не будет достигнута приемлемая производительность.
Процесс не требует высокой температуры, высокого давления, использования экзотических катализаторов или других элементов, которые могут увеличить затраты..
«Оптимизация» ферментов, которая увеличивает производство одного предшественника из другого, является кумулятивной в том смысле, что одно и то же улучшение продуктивности предшественника потенциально может быть усилено для нескольких целевых молекул.
В 2014 году этот метод был использован для производства ВИЧ лекарственного средства диданозина.
. Была идентифицирована более простая молекула, которая может превращаться в диданозин, когда подвергается определенному химическому превращению в присутствии определенного фермент.
Ген , создающий фермент, был затем «скопирован», добавляя случайные мутации к каждой копии, используя конструирование рибокиназы.
Мутантные гены вставляли в бактерии Escherichia coli и использовали для получения (теперь мутантные) ферменты. Затем ферменты были смешаны с предшественником, и мутантные ферменты, которые продуцировали наибольшее количество диданозина, были сохранены и воспроизведены. Один мутант стимулировал 50-кратное увеличение продукции диданозина.
Первый шаг был повторен, используя первый предшественник вместо диданозина, обнаружив еще более простой предшественник и фермент для его производства. Один мутировавший фермент произвел 9 500-кратное увеличение продукции нуклеозидов.
Третья регрессия позволила им начать с простого и недорогого сахара под названием и производить диданозин в трехступенчатой последовательности.
