《自然催化》设计了一种新的酶来生产合成遗传物质

由加州大学尔湾分校领导的一个研究小组设计了一种高效的新酶，可以产生一种合成的遗传物质，称为蔗糖核酸。人工合成比DNA更稳定的TNA链的能力，推动了潜在的更强大、更精确的治疗方案的发现，以治疗癌症、自身免疫性疾病、代谢和传染病。

最近发表在《自然催化》(Nature Catalysis)杂志上的一篇论文描述了该团队如何创造出一种名为10-92的酶，这种酶能够实现忠实而快速的TNA合成，克服了以前酶设计策略中的关键挑战。10-92 TNA聚合酶越来越接近天然DNA合成能力，促进了未来TNA药物的开发。

DNA聚合酶是通过准确有效地复制DNA来复制生物体基因组的酶。它们在生物技术和医疗保健中发挥着至关重要的作用，正如在抗击COVID-19的斗争中所看到的那样，它们对病原体检测和最终使用mRNA疫苗进行治疗至关重要。

“这一成就代表了合成生物学进化的一个重要里程碑，通过显著缩小天然酶系统和人工酶系统之间的性能差距，为新的治疗应用开辟了令人兴奋的可能性，”通讯作者、加州大学欧文分校制药科学教授约翰·查普特说。“与DNA不同，TNA的生物稳定性使其可以用于更广泛的治疗，而新的10-92 TNA聚合酶将使我们能够实现这一目标。”

该团队使用一种称为同源重组的技术生产了10-92 TNA聚合酶，该技术将来自相关古细菌物种的聚合酶片段重新排列。通过重复的进化循环，研究人员发现了活性不断增加的聚合酶变体，最终产生了一种在天然酶范围内的变体。

“未来的药物可能与我们今天使用的药物大不相同，”查普特说。“TNA对酶和化学降解的弹性使其成为开发新疗法的理想候选者，例如治疗适体，这是一种有前途的药物类别，可以高特异性地与目标分子结合。促进新方法发现的工程酶可以解决抗体的局限性，例如改善组织渗透，并可能对人类健康产生更大的积极影响。”