再コード化細菌株の実験室での進化によって可能となるセレンタンパク質のカスタム生産

希少なアミノ酸であるセレノシステインを組み込んでジセレニド結合を作ることで、合成ペプチド製剤の安定性および機能を向上させることができる。しかし、この方法の組換えタンパク質への応用は、不均質な組み込み、セレンタンパク質の収量の低さ、および細菌生産株の適応度の低さによって妨げられている。本論文では、組換えセレンタンパク質生産の優れた宿主となる高適応度の再コード化大腸菌株を進化させたことを示す。必須のジセレニド結合を含む改変型βラクタマーゼを用い、再コード化大腸菌株の連続進化の間にセレノシステイン依存性を与えた。進化した株は、拡張遺伝暗号を無限に維持していた。我々は、in vivoでのセレノシステインの組み込みを定量するために蛍光レポーターを作製し、UAGコドンがセレノシステインとして完全に解読されることを明らかにした。抗体断片中の天然の不安定なジスルフィド結合をジセレニド結合に置き換えることで、還元条件に対する耐性が大きく改善された。セレン利用能の高い細菌株は、産業規模のセレンタンパク質の発現と特別なジセレニド構造を可能とし、セレノプロテオームをカスタマイズする我々の能力を向上させる。