Sintesis kiral organoborane yang diprogram secara genetik

Kemajuan baru-baru ini dalam rekayasa dan desain enzim telah memperluas repertoar katalitik alam ke fungsi-fungsi yang baru dalam biologi. 

Namun, hanya sebagian dari enzim yang direkayasa ini yang dapat berfungsi dalam sistem kehidupan. Menemukan jalur enzimatik yang membentuk ikatan kimia yang tidak ditemukan dalam biologi sangat sulit di lingkungan sel, karena hal ini tidak hanya bergantung pada penemuan aktivitas enzim baru, tetapi juga reagen yang cukup reaktif untuk transformasi yang diinginkan dan stabil di vivo. 

Di sini kami melaporkan penemuan, evolusi, dan generalisasi dari platform yang sepenuhnya dikodekan secara genetik untuk memproduksi organoboran kiral pada bakteri. Sel Escherichia coli yang menyimpan sitokrom c tipe liar dari Rhodothermus marinus (Rma cyt c) ditemukan membentuk ikatan karbon-boron dengan adanya kompleks basa borane-Lewis, melalui penyisipan karbena ke dalam ikatan boron-hidrogen. 

Evolusi terarah dari Rma cyt c dalam katalis bakteri memberikan akses ke 16 organoboran kiral baru. Katalis cocok untuk biosintesis skala gram, menyediakan hingga 15.300 pergantian, frekuensi pergantian 6.100 jam-1, rasio enansiomer 99: 1 dan kemoselektivitas 100%. Enansiomer dari biokatalis juga dapat disetel untuk menghasilkan enansiomer produk organoborane. 

Berevolusi dalam konteks katalis sel utuh, protein lebih aktif dalam sistem sel utuh daripada dalam bentuk yang dimurnikan. Studi ini menetapkan platform bakteri yang dikodekan DNA dan siap direkayasa untuk borylation; teknik dapat dicapai dengan kecepatan yang menyaingi pengembangan metode sintetik kimia, dengan kemampuan untuk mencapai perputaran yang dua kali lipat (lebih dari 400 kali lipat) lebih besar dari pada katalis kiral yang diketahui untuk kelas transformasi yang sama. 

Metode merdu untuk memanipulasi boron di dalam sel ini dapat memperluas cakupan kimia boron dalam sistem kehidupan.

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Apakah Penuaan Penyakit yang Dapat Anda Balikkan? Pandangan pada Sains di Balik Gerakan Panjang Umur

  DAVE ASPREY, pendiri perusahaan suplemen Antipeluru dan salah satu dari banyak raksasa teknologi Lembah Silikon yang terobsesi untuk memperpanjang masa hidup mereka, dengan terkenal menyatakan bahwa dia ingin hidup lebih dari 180 tahun.  Kedengarannya, terus terang, melelahkan.  Namun siapa yang tidak ingin menyesap dengan lesu dari cangkir gerontologi, dengan asumsi kesehatan dan kebugaran yang wajar? Di situlah letak tangkapannya: Umur panjang adalah sesuatu yang diinginkan dan ditakuti dalam ukuran yang sama.  Paman saya adalah seorang ilmuwan roket di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama.  Ketika saya mengunjunginya di tahun-tahun terakhirnya, saya tidak mengenali pria yang dulunya dinamis dan brilian ini.  Dia bingung, lemah, tidak jelas.  Pada tahun 2014, Yehezkiel Emanuel, seorang ahli onkologi terkemuka dan ketua Departemen Etika Medis dan Kebijakan Kesehatan di Universitas Pennsylvania, menulis esai yang blak-b...
Baca selengkapnya

Microbiome Gut Memainkan Peran Penting dalam Pengaturan Tidur

Gambar
Apnea tidur obstruktif mengubah mikrobioma usus pada tikus.  Transplantasi bakteri usus dari tikus dengan OSA ke tikus tanpa gangguan menyebabkan gangguan tidur. University of Missouri-Columbia Obstructive sleep apnea (OSA) adalah kondisi tidur kronis yang mempengaruhi lebih dari satu miliar orang di seluruh dunia.  Bukti menunjukkan OSA dapat mengubah mikrobioma usus (GM) dan dapat meningkatkan penyakit penyerta terkait OSA, termasuk diabetes, hipertensi, dan masalah kognitif. Para peneliti dari Fakultas Kedokteran Universitas Missouri dan MU Health Care telah menemukan bagaimana gangguan tidur terkait OSA memengaruhi mikrobioma usus pada tikus dan bagaimana transplantasi bakteri usus tersebut ke tikus lain dapat menyebabkan perubahan pola tidur pada tikus penerima. David Gozal, MD, Ketua Kesehatan Anak yang Diberkahi oleh Marie M. dan Harry L. Smith di Fakultas Kedokteran MU, mengatakan penelitian tersebut menunjukkan mikrobioma usus memainkan peran utama dalam pengaturan ti...
Baca selengkapnya

Apa Arti Romantis Sesungguhnya Setelah 10 Tahun Pernikahan

Saya seorang kolumnis nasihat, jadi terkadang orang bertanya kepada saya tentang bagaimana mereka bisa "menjaga romantisme tetap hidup" dalam pernikahan mereka.  Ini sedikit membingungkan saya karena, yang dimaksud dengan "romansa", yang saya maksud adalah versi tradisional, yang bergantung pada kehidupan di dalam tanda tanya raksasa yang menegangkan.  Versi romansa ini adalah tentang momen mendebarkan ketika Anda berpikir bahwa seseorang mungkin baru saja terwujud yang akan membuat setiap hal di dunia ini terasa lezat dan luar biasa dan benar selamanya.  Ini muncul dari pertanyaan besar, seperti "Dapatkah saya benar-benar memiliki apa yang saya cari?  Akankah saya benar-benar merasa dicintai, diinginkan, dan benar-benar dipuja pada akhirnya?  Dapatkah saya akhirnya dianggap sebagai jawaban atas mimpi orang lain, pahlawan wanita dengan mata berkilauan dan senyum gerah? "  Dan versi romansa ini memuncak tepat pada saat Anda berpikir, Ya Tuhan, aku benar ...
Baca selengkapnya