多学科的交叉碰撞与融合是科研创新的重要源泉。上海科技大学物质科学与技术学院李健、凌盛杰、刘一凡课题组在合成生物学、材料科学、化学及生物信息学等交叉领域密切合作，继开发构建了有生命的“活体凝胶”后，取得又一新成果，构建了核糖体肽类活性天然产物的体外生物合成与发现新平台，该成果在线发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
核糖体翻译后修饰肽类（RiPPs）是一类活性天然产物，其化学结构复杂且丰富多样，具有抗菌等多种生物活性。随着基因测序和人工智能的迅猛发展，在原核、真核和古细菌等生物体中已发现RiPPs的广泛分布，但绝大部分生物合成RiPPs的基因簇（gene cluster）尚待探究。因而，亟需一种高效的生物合成平台，用于RiPPs的快速发现、生物合成与活性鉴定，以满足深入机制研究和临床应用的需求。
针对上述需求，上科大物质学院联合团队结合无细胞基因表达、生物催化和生物信息学等交叉手段，构建了一种高效的体外RiPPs生物合成平台（a unified biocatalysis system, UniBioCat），该平台可同时实现RiPPs的体外基因表达、酶修饰与多肽成熟等不同阶段，所需时间较传统体内生物合成方法大大缩短。以RiPPs中的羊毛硫肽salivaricin B为例，利用UniBioCat不仅可以实现该多肽的生物全合成，还可以快速合成并筛选salivaricin B突变体，以获抑菌活性更高的工程化改造多肽。同时，该平台对RiPPs的体外生物合成具有普适性，即使是基因挖掘和生物信息分析工具预测出的未知RiPPs，UniBioCat也可快速合成并筛选出具有抑菌活性的多肽类天然产物，这对加速新颖活性RiPPs的发现、鉴定与合成具有重要推动作用。
图1 UniBioCat平台构建及用于RiPPs生物合成、改造和发现示意图。
图2 利用UniBioCat平台实现salivaricin B的体外表达、修饰、成熟及活性验证。