分享一篇发表在ACS Chemical Biology上的文章。文章标题是“Engineering the Specificity of Acetyl-CoA Synthetase for Diverse Acyl-CoA Thioester Generation”，通讯作者是来自北卡罗莱纳州立大学化学系的Gavin J. Williams教授，他的主要研究方向是酶工程、有机化学和合成生物学。

酰基CoA是许多生物合成途径和代谢过程中的重要中间体，作为一种亲电试剂在次生代谢中能够被聚酮合酶催化产生多种生物活性的聚酮化合物。由于酰基CoA的产生通常是聚酮合成起始单元构建中的第一个瓶颈，因此开发具有新特异性的酰基CoA连接酶可以促进聚酮结构的多样化。

在多种酰基CoA合成酶中，来自Pseudomonas chlororaphis的乙酰CoA合成酶AcsAPc能够识别多种不同类型的羧酸底物而受到作者的关注。作者首先使用多种类型的羧酸验证了AcsAPc的底物适应性，这些羧酸包括不同的链长和支链、不饱和键、芳环和卤原子等。结果显示直链脂肪酸转化率较高，而含有芳环和卤原子的羧酸转化率较低。

随后作者使用易错PCR构建了AcsAPc蛋白的突变库，并将表达突变体的单菌落接种于微量滴定板中，同时选择了4-氧代-戊酸、4-戊二酸 （14）、4,4,4-三氟丁酸 （27） 和 5-溴戊酸（30）作为底物进行筛选。筛选获得的高活性突变体I222V、L233M和D449E在转化长链、卤代和杂原子取代的羧酸方面表现出显著提升。特别是I222V突变体，能够将二酮酸转化为酰基CoA，为后续聚酮合成提供了新的起始单元。

最后作者使用了AcsAPc I222V突变体，结合构建了一个三酶系统（AcsAPc I222V、MatBRt和Ery6TE），在体外实现了从简单羧酸到聚酮类化合物（如吡喃酮）的一锅法合成。

总之作者通过酶的工程改造，显著扩展了AcsAPc的底物特异性，使其能够高效转化多种功能化羧酸，生成多样化的酰基辅酶A硫酯，为未来更复杂的生物合成奠定了基础。

本文作者：ZBY

责任编辑：LYC

DOI：10.1021/acschembio.5c00014

原文链接：https://doi.org/10.1021/acschembio.5c00014