如影随形

麻省理工学院团队以关键光合作用酶的转化为目

发布时间：2025-07-11 10:25编辑：BET356官网在线登录浏览（188）

资料来源：DeepTech（来源：麻省理工学院新闻）光合作用是将二氧化碳性质转换为糖的主要过程，最关键的步骤是Rubisco酶对碳修复的反应。该酶称为核糖1,5-二磷酸羧化酶/氧酶，被称为“地面上最丰富的蛋白质”，但在不存在的情况下也被称为。最近，麻省理工学院的化学家表示，他们使用了在活细胞中运行的方向的连续演化平台来快速突变，并筛选出在低氧环境中细菌中发现的Rubisco，并成功捕获了“进化版本” Rubisco，该Rubisco也可以很好地催化在氧气富含氧气的催化效率中，以提高至25％。研究人员期望这种方法在Rubisco植物工程的转化中会更具培养方式，以提高Fotosynsess的效率，这最终将导致产量的提高。 “我认为这是成功改善Rubisco的Enz的强烈展示MIT化学系教授Matthew Shiefers说，这项研究由肩膀和研究科学家Robert Wilson和MIT研究生Julie McDonald是第一作者，该研究是第一位作者，该论文在Scipemy of Sclosem（PNAS）中发表了，这是由Slosem（PNAS）发表，这是由Slove'和Slove''和Slove Rub'和Slove Rub''和Slove Rub''和Slove Rub''和Rubis（rubis slow），在光合作用中，首先将阳光转化为诸如ATP的能量储能分子，然后其细胞利用这种能量将核糖二磷酸（RUBP）转化为糖。 Rubisco是完成此过程的第一步的AOF酶 - 它在RUBP中添加了二氧化碳，从而触发了随后的碳修复过程。问题在于，Rubisco催化的速度非常慢 - 每秒最多完成10个反应，并且很容易犯“朝向方向犯错”：有时它将氧气视为底物并开始反应无效。这项“光摄取”的过程S在植物中很常见，能源损失高达30％，这是提高光意愿植物效率的主要瓶颈之一。这也使Rubisco在蛋白质工程领域中成为“长期的”：非常重要但很难改变。麦克唐纳说：“这是蛋白质工程师的一组吸引人的问题，因为这些财产似乎通过娱乐性的氨基酸改善了酶的氨基酸。”先前的研究试图提高Rubisco的稳定性或溶解度，并取得了较小的性能提高。大多数方法都依赖于“错误PCR” - 一种传统的在测试中细菌筛选中随机突变DNA的方法，但是此过程在测试中无效，但是此过程在测试中无效，但是该过程突变，小筛选量表和长期的小脑使用了新的诱变平台，“ MUTAT7” MUTAT7，由肩部实验室开发。靶RNA聚合酶以达到高频M靶基因中的UTATION在结合细胞生长速率的同时将“主动读数”结合起来。麦当劳说：“我们的方向发展技术的持续进化技术使您比以前观察更多的酶突变。”研究人员将突变的Rubisco基因引入了大肠杆菌，并将细菌置于氧化环境中，这种疾病在Rubisco的原始版本中是不可取的，鲁比斯科产生了迫使进化的选择。只有“适应空气”的Rubisco突变体支持正常的细胞生长。在这个理论中，这种实时筛选技术可以选择数千种变种，这比过去需要十几次人造突变和筛选的过程要快。在扫描了六次进化革命后，研究小组成功地确定了三个突变体：T29A，E40KAND R337C。他们所拥有的是，Rubisco在有氧环境中不再是“错误的”，并且更具体地对二氧化碳反应。结构分析宣布，这三个突变位点位于Rubisco酶的活跃部位附近，这可能会使酶更倾向于选择CO₂而不是通过影响底物进入通道或更改局部调整来选择CO₂而不是O₂。其中，最有效的突变体E40K在空气条件下提高了25％的总体催化效率，而T29A和R337C也分别提高了11％和8％的改善。这些突变体不仅在高氧条件下提高效率，而且在低氧气条件下略微降低了性能，表明它们的“空气适应性”性能是方向发展的直接结果。尽管该实验的主题是Gallionellaceae细菌的Rubisco（属于II表II），但麻省理工学院团队认为他们的方法通常可以在Rubisco（表格I类）植物中。 “您可以改变和改善Rubisco的动力，以便它可以通过您的气氛更好地运行肩部教授说：“蚂蚁。它可以在富氧环境中更好地工作。“它对农业具有直接的含义。由于光呼吸是严重限制的产量，鲁比斯科的“错误”是根本原因之一。“它为许多卡帕纳（Kapana）开辟了许多Kapana的新研究，超越了过去的rubisco项目，而在过去的工程中，它为此开放。农业生产力具有明显的好处，可以更好地横向鲁比斯科。 “除了发现更好的Rubisco外，MUTAT7平台本身还显示了广泛的应用前景。由于它可以直接完成突变和细胞中的功能性筛选，它是碳的特定性能敏感中性，农业和人工光合物系统的产量的增长，越来越多地吸引了人们的注意力，这使得成功引起了人们的注意，这一成功提供了这种表现。关于“自然变化”的可能性。原始链接：1.https：//news.mit.mit.edu/2025/mit-chotosynthesis-07072.https：//dii.org/10.1073/pnas.2505083122