《自然》：工程酵母实现疫苗佐剂 QS-21 全生物合成

2024-05-11

疫苗临床结果

随着全球疫苗研发的迅猛发展，高效的疫苗佐剂显得尤为重要。QS-21，作为一种已被临床批准使用的强效疫苗佐剂，因其在提升人体免疫响应中的显著效果而备受关注。▲ QS-21 分子结构。然而，由于 QS-21 结构复杂，其自然或者化学合成来源的供应非常有限。目前 QS-21 主要依赖于从智利的皂树皮中提取，这一过程不仅繁琐而且低效。此外，QS-21 的化学合成途径虽然已知，但步骤多达76步，总产量极低，远远无法满足市场需求。▲ 皂树是皂树科皂树属的常绿乔木，原产于智利中部暖温带。面对这一挑战，更有效的生产方法有待开发。近日，来自加州大学伯克利分校的 Jay Keasling 研究组等研究人员在《自然》发表最新工作「Complete biosynthesis of QS-21 in engineered yeast」，报道了其在酿酒酵母中实现了 QS-21 及其前体和结构衍生物的完整生物合成，这一突破性成果为 QS-21 的大规模生产提供了新的可能性。▲ 「Complete biosynthesis of QS-21 in engineered yeast」文章截图文章报道显示，为了研究团队通过在酵母中微调宿主的天然途径通量并平衡表达多达38种外源酶，所需的生物合成途径跨越来自六种生物体的七个酶家族——萜烯合酶、P450、核苷酸糖合酶、糖基转移酶、辅酶A连接酶、酰基转移酶和聚酮化合物合酶，并在酵母中模拟植物从内质网膜的亚细胞区室化到细胞质。▲ 在酵母中从头生产 QS-21 的完整生物合成途径。此外，通过利用某些途径酶的底物普适性，研究团队还能够在酵母中生产出 QS-21 的多种结构类似物。这说明该生物合成平台为未来通过结构-活性关系来理性设计更有效的疫苗佐剂提供了高质量的平台。通过工程化酵母生产 QS-21 不仅可以显著降低成本，还能提高产量，同时避免了对自然资源的过度依赖和破坏。这项研究为 QS-21 的商业化生产提供了有力的技术支持。这一成果有望对全球疫苗研发和生产方式产生深远影响。再创注：该论文中显示每干酵母细胞重量产生大约是 0.0012% w/w QS-21（低于天然皂树的 w/w 产量 0.0032%）。但酵母中 QS-21 的产生速度仍然比天然皂树快得多（大约 1,000 倍），而且皂树只有达到 30-50 年树龄时才会产生 QS-21。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

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