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生物正交反应通过使用生物体内缺乏的反应功能团，利用它们之间专一性反应实现选择性地原位标记。但是许多原本被认为生物体内不存在的官能团，例如氰基，烯基，炔基等逐渐在植物、真菌和微生物中被发现。本文报道了一条独特的细胞通路，可以产生末端连有炔基的氨基酸衍生物，该通路可用于非天然氨基酸的原位标记。 首先作者基于对产生β-炔基丝氨酸的两种菌S. cattleya和Streptomyces catenulae和其它不产生该氨基酸的26种对照组Streptomyce spp.进行基因簇序列比较，发现四种独特的基因簇，并进行功能预测分析，猜测βes基因簇可能是目标基因簇。接下来，作者将该基因簇内的6个蛋白基因（βesA-E）逐一敲除并检验发现β-炔基丝氨酸和其前体β-炔基丙氨酸含量发生变化，从而验证了该猜想。 在确定基因簇后，作者通过使用非靶标比较代谢组学检测besA-E各基因敲除后的代谢成分变化，结合蛋白体外纯化的in vitro检测，最终确定如图所示的代谢途径。由图可知，赖氨酸由BesD催化在4位发生氯取代反应，经BesC催化，发生非典型的甲醛氨基消除反应，再经过BesB催化消去氯代后生成β-炔基丙氨酸，在经过BesA、BesE催化等反应后生成β-炔基丝氨酸。 作者将该体系与非天然氨基酸插入偶联，通过在同一E.Coil中表达BesB、C、D(产生β-炔基丙氨酸)和PraRS、GloEL-GroES（非天然氨基酸插入）从而实现了在蛋白质组中原位β-炔基丙氨酸的插入。 综上，作者揭示了一条生物体内合成末端炔基氨基酸衍生物的生物途径，并将其应用在非天然氨基酸原位表达插入体系中。 本文作者：YS |
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