北京
微生物已被广泛设计用于治疗性植物代谢物的规模化生产，如青蒿酸、大麻素、鸦片制剂和托烷生物碱等，该方法与传统的植物栽培方法相比具有较多好处，如水和土地的使用减少、生产周期更快且可靠、目标代谢物纯度也更高。
但该方法也存在一些弊端，即规模化生产通常需要数年和数百人才能完成，并且很大程度上依赖于低通量分析方法来评估应变和通路性能。原核转录调节因子可以很容易地重新用作生物传感器，以直接报告活细胞中的化合物生产和通路性能。但是，由于缺乏生成特定生物传感器的方法，因此大多数植物代谢物几乎没有现存的生物传感器。定向进化可能是产生新的生物传感器特异性的起点，但迄今为止已证明非常有限。
近日，德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家 介绍了一种源自大肠杆菌的生物传感器系统，该系统可以在几小时内准确检测各种治疗性化合物 ，研究成果以“”为题发表在 Nature Chemical Biology 上。
（来源：Nature Chemical Biology）
为了克服上述限制，团队试图利用自然选择的关键信息，即蛋白质的底物混杂与其延展性相关。从具有广泛底物范围的生物传感器开始，为几乎任何化合物创建生物传感器。
具体为：该团队开发了一种组合筛选和选择方法，可以快速改进通用转录因子的亲和力和特异性，作为证据，还从鼠伤寒沙门氏菌的单一多重耐药调节剂 RamR 开始，进化出高度特异性和敏感生物碱四氢罂粟碱、罂粟碱、山楂、罗通丁和诺斯卡品等五种生物传感器。高分辨率结构揭示了可延展效应结合位点的多种进化途径以及为不同化学部分创建新口袋。
（来源：研究论文）
这些传感器的高分辨率结构揭示了延展效应结合位点如何学会以截然不同的方式与全新的配体进行特异性相互作用。最终，为了证明这些传感器作为代谢工程工具的实用性，该团队还应用一个传感器来设计一种多功能植物生物碱甲基转移酶，该酶能够生物合成四氢罂粟碱（四氢罂粟碱是四种现代药物的直接前体）。此外，该团队设计了大肠杆菌在生产几种 FDA 批准的药物的过程中发现的化合物， 并使用生物传感器分析产品输出，从本质展示了工业上如何采用生物传感器来快速优化化学制造。
该论文的第一作者、分子生物系的研究科学家 表示，目前大多数植物代谢物都没有生物传感器，使用这种技术，应可为各种药物制造生物传感器。
参考资料：
1,.https://news.utexas.edu/2022/07/07/scientists-hijack-bacteria-to-ease-drug-manufacturing/
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