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    Kit de construção para produtos de design personalizado

    Da esquerda para a direita:Dr. Yan-Ni Shi, Prof. Helge Bode, Janik Kranz, Peter Grün und Andreas Tietze. Crédito:Jürgen Lecher, Goethe University

    Os microrganismos geralmente montam produtos naturais semelhantes às linhas de montagem de produtos. Certas enzimas, peptídeo sintetases não ribossomais (NRPS), desempenham um papel fundamental neste processo. Biotecnologistas da Goethe University agora conseguiram mudar essas enzimas para que produtos naturais totalmente novos, ou mesmo bibliotecas de produtos naturais, pode ser produzida por microrganismos.

    Muitos produtos naturais importantes, como antibióticos, imunossupressores, ou drogas anticâncer são produzidas por microorganismos. Esses produtos naturais costumam ser pequenos peptídeos, que em vários casos, são muito complexos para uma síntese química em laboratório. Nos produtores microbianos dessas drogas, os medicamentos são gerados com a ajuda das enzimas NRPS de maneira semelhante a uma moderna fábrica de automóveis:em cada estação, peças adicionais são adicionadas à estrutura básica até que, finalmente, um automóvel completo saia da fábrica. No caso do NRPS, um aminoácido específico é incorporado e processado em cada estação (módulo) para que, no final, peptídeos emergem que podem ser lineares, cíclico ou modificado de outra forma, e que também podem conter aminoácidos incomuns.

    Embora os princípios básicos do NRPS sejam conhecidos há muito tempo, Anteriormente, era muito difícil modificar essas enzimas de uma maneira fácil e eficiente, que também permite a montagem completa de enzimas totalmente artificiais, levando a novos peptídeos naturais. Embora no passado a modificação de NRPS geralmente levasse a uma queda dramática no título de produção dos peptídeos modificados desejados, o grupo de pesquisa de Biotecnologia Molecular do professor Helge Bode já publicou um novo método em 2018 que evitou esse inconveniente. O grupo otimizou ainda mais este método, permitindo a produção fácil de novos peptídeos com um excelente rendimento.

    "Usamos fragmentos de sistemas NRPS naturais de diferentes bactérias como blocos de construção que nos conectamos usando pontos de montagem específicos que identificamos, "Andreas Tietze e Janik Kranz explicam, da abordagem de pesquisa que desenvolveram como parte de uma equipe maior no grupo Bode. "Os rendimentos são comparáveis ​​à produção natural dos produtos naturais não modificados e os novos métodos também permitem a produção simples de bibliotecas de peptídeos, o que não era possível antes ".

    O método está tão bem estabelecido, iniciantes podem usá-lo para produzir novos peptídeos após um curto período de treinamento. Mas chegar a esse ponto foi um longo caminho. "Seguindo os primeiros experimentos promissores de Kenan, meu Ph.D. estudante na época, trabalhamos muito tempo no projeto com grande parte do meu grupo até termos certeza de que nosso método atendia aos requisitos de um método de engenharia robusto e facilmente reproduzível, "Estados de Bode." Graças aos programas de prioridade LOEWE MegaSyn e Translational Biodiversity Genomics, tínhamos o pessoal e o apoio financeiro necessários, e poderia se concentrar completamente no projeto. "

    O próximo passo é modificar os primeiros medicamentos clinicamente relevantes com este método e produzi-los em microrganismos aplicando métodos de biotecnologia. As condições para isso são boas - Bode só recentemente recebeu um dos renomados ERC Advanced Grants do European Research Council, a fim de otimizar ainda mais os métodos nos próximos cinco anos.


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