ACS Cent. Sci. | 三种不同金属酶合成C端β-氨基-α-酮基大环肽的研究

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介绍一篇发表在ACS Central Science上的文章,文章标题是“Biosynthesis of Macrocyclic Peptides with C-Terminal β-Amino-α-keto Acid Groups by Three Different Metalloenzymes”。文章的通讯作者是来自UIUC化学系的Douglas A. Mitchell教授以及Wilfred A. van der Donk教授,以上两位教授研究的方向是天然产物及生物合成方向。


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核糖体合成和翻译后修饰肽(RiPPs)是一个庞大且数量不断增长的天然产物家族,具有多种分子骨架。核糖体前体肽通常含有N端前导区,通常负责募集修饰酶,而C端核心区则接受翻译后修饰。通过翻译后修饰的改造,已经有将近50种已报道的结构类型被鉴定。因此,对RiPP生物合成研究可以促进发现新的酶化学以及推动新颖化合物的发现。
在本研究中,作者首先发现了一类新颖的RiPP化合物,该类化合物在C端出现的“YLYD”中出现了复杂的翻译后修饰的过程。该翻译后修饰的过程包括Y与Y形成的联芳基片段,以及D氨基酸脱去羧基形成的β-氨基-α-酮基的修饰,以及两分子的甲基化的过程。
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作者想探索这些翻译后修饰的形成机制。因此作者对生产该化合物的伯克霍尔德菌E264的RiPP生物合成基因簇结构进行了表征,并通过异源表达解析了其生物合成机制。研究发现其生物合成基因簇独特地编码三种金属酶,其中ApyO(细胞色素P450)可以催化两个Tyr残基形成的联芳基大环肽。其中一个Tyr也在金属酶ApyD(B12-rSAM)催化下,在未活化的sp3碳中心上进行了C-甲基化。随后由ApyHI(MNIO)催化得到的含“Y-Y”的肽将C端Asp残基转化为氨基丙酮酸。在研究过程中,作者也通过复杂的谱学和Cro EM的手段对分子的构型进行了确证。
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总之,本研究发现了一类新颖Ripp化合物的并解析了其生物合成机制。

本文作者:ZYF
责任编辑:ZF
原文链接:https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c00088
文章引用:10.1021/acscentsci.4c00088



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