Forskere rapporterer biosyntetisk vej af mechercharmycin A

For nylig, TANG Gonglis gruppe fra Shanghai Institute of Organic Chemistry og University of Chinese Academy of Sciences rapporterede om den biosyntetiske vej for mechercharmycin A (MCM-A), et marint naturprodukt, der tilhører en familie af polyazolcyclopeptider med bemærkelsesværdige bioaktiviteter og unikke strukturer.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Cellekemisk biologi den 1. sept.

Gennem bioinformatik analyse og strukturel analyse af MCM-A, forskerne antog, at forbindelsen er et naturligt produkt af ribosomalt syntetiserede og post-translationelt modificerede peptider (RiPP'er).

De sekventerede genomet fra MCM-producenten, Thermoactinomyces sp. YM3-251, søgte i genomdataene med den forudsagte kernesekvens (FIVSSSCS), og identificerede en kandidat biosyntetisk genklynge BGC (mcm) indeholdende det mulige precursorgen mcmA og et dehydratasegen mcmL.

Da den oprindeligt producerende stamme Thermoactinomyces sp. YM3-251 er svær at genetisk manipulere, forskerne fik den formodede BGC (mcmA-mcmL) til heterologt udtryk i Bacillus subtilis 168 for at undersøge den biosyntesevej.

Efter aktivering af BGC ved at tilføje en stærk promotor pLaps, de påviste målproduktet MCM-A i fermenteringsprodukterne. Baseret på dette heterologe udtrykssystem, to MCM-A-analoger (17 og 18) med sammenlignelig antitumoraktivitet blev genereret ved at manipulere den biosyntetiske vej.

På grund af nedbrydningen af ​​precursor-peptiderne i den heterologe ekspressionsvært, hver knockout-mutantstamme (inaktivering af genet mcmA-mcmL) gav ikke flere oplysninger om mellemprodukter eller modifikation af precursor-peptid. Forskerne udførte kombinatorisk samproduktion af precursor-peptidet med forskellige modificerende enzymer i Escherichia coli, hvilket førte til identifikation af en anden timing af ændringer, viser, at et tRNA ^Glu -afhængig meget regioselektiv dehydrering er det første modifikationstrin, efterfulgt af polyazoldannelse gennem heterocyklisering og dehydrogenering i en N- til C-terminal retning.