Veel belangrijke natuurlijke producten zoals antibiotica, immunosuppressiva en geneesmiddelen tegen kanker zijn afgeleid van micro-organismen. Deze natuurlijke producten zijn vaak kleine eiwitten of peptiden die in de cel worden gegenereerd door NRPS-enzymen, vergelijkbaar met een moderne autofabriek:op elk station, extra onderdelen worden toegevoegd aan de basisstructuur totdat uiteindelijk, een voltooide auto verlaat de fabriek. Wat de NRPS betreft, op elk station (module) wordt een specifiek aminozuur ingebouwd en verwerkt, en complete peptiden ontstaan ​​die lineair kunnen zijn, cyclisch of anderszins gewijzigd, inclusief ongebruikelijke aminozuren.

Voor grotere peptiden, verschillende NRPS-enzymen - of "assemblagelijnen" - kunnen achtereenvolgens werken. De volgorde waarin dit gebeurt, wordt bepaald door domeinen te docken. Dit zijn kleine gebieden aan het einde van de assemblagelijnen die als een sleutel in een slot aansluiten op het volgende NRPS-enzym. Hoewel de basisprincipes van deze NRPS-interacties al lang bekend zijn, de structuur van de docking-domeinen was onbekend. Nutsvoorzieningen, de onderzoeksgroepen onder leiding van professor Jens Wöhnert van het Institute of Molecular Biosciences en professor Helge Bode van Molecular Biotechnology aan de Goethe University hebben hun structuur beschreven.

"We waren in staat om de structuren van individuele docking-domeinen te bepalen en, Voor de eerste keer, ook een NRPS-docking-domeinpaar, " legt Carolin Hacker uit, wie is een Ph.D. student in de groep van Jens Wöhnert. "Dit maakte het mogelijk om de regels voor de interactie van de docking-domeinen te verduidelijken en zo te wijzigen dat er nieuwe natuurlijke producten ontstaan, " zegt Xiaofeng Cai, postdoctoraal onderzoeker in de groep van Helge Bode.

"We staan ​​nog maar aan het begin van ons onderzoek:we hebben structuren nodig van aanvullende en structureel diverse dockingdomeinen, zodat we ze uiteindelijk als bouwstenen kunnen gebruiken. Ons doel is om verschillende biosyntheseroutes met elkaar te verbinden en totaal nieuwe stoffen te creëren", legt Wöhnert uit. . "De natuur is behoorlijk inventief geweest op dit gebied, en er zijn blijkbaar talloze verschillende manieren om de interactie van deze complexen te mediëren, ", voegt Bod toe.

Onderzoek op dit gebied wordt in beide groepen voortgezet als onderdeel van het LOEWE-onderzoekscluster MegaSyn. De eerste resultaten over de structuren van extra docking-domeinen zijn veelbelovend.