Onlangs, TANG Gongli's groep van het Shanghai Institute of Organic Chemistry en University of Chinese Academy of Sciences rapporteerde de biosynthetische route van mechercharmycin A (MCM-A), een marien natuurlijk product dat behoort tot een familie van polyazoolcyclopeptiden met opmerkelijke biologische activiteiten en unieke structuren.

De studie is gepubliceerd in Cel Chemische Biologie op 1 september

Door bioinformatica-analyse en structurele analyse van MCM-A, de onderzoekers veronderstelden dat de verbinding een natuurlijk product is van ribosomaal gesynthetiseerde en post-translationeel gemodificeerde peptiden (RiPP's).

Ze hebben het genoom van MCM-producent gesequenced, Thermoactinomyces sp. YM3-251, doorzocht de genoomgegevens met de voorspelde kernsequentie (FIVSSSCS), en identificeerde een kandidaat-biosynthetisch gencluster BGC (mcm) dat het mogelijke voorlopergen mcmA en een dehydratasegen mcmL bevat.

Aangezien de oorspronkelijke producerende stam Thermoactinomyces sp. YM3-251 is moeilijk genetisch te manipuleren, de onderzoekers brachten de vermoedelijke BGC (mcmA-mcmL) heteroloog tot expressie in Bacillus subtilis 168 om de biosyntheseroute te onderzoeken.

Na het activeren van de BGC door toevoeging van een sterke promotor pLaps, ze detecteerden het doelproduct MCM-A in de fermentatieproducten. Op basis van dit heterologe expressiesysteem, twee MCM-A-analogen (17 en 18) met vergelijkbare antitumoractiviteit werden gegenereerd door de biosyntheseroute te construeren.

Vanwege de afbraak van de voorloperpeptiden in de heterologe expressiegastheer, elke knock-out mutante stam (inactivering van gen mcmA-mcmL) gaf niet meer informatie over tussenproducten of de modificatie van voorloperpeptide. De onderzoekers voerden combinatorische coproductie uit van het voorloperpeptide met verschillende modificerende enzymen in Escherichia coli, wat leidde tot de identificatie van een ander tijdstip van wijzigingen, waaruit blijkt dat een tRNA ^Glu -afhankelijke sterk regioselectieve uitdroging is de eerste wijzigingsstap, gevolgd door polyazoolvorming door heterocyclisatie en dehydrogenering in een N- naar C-terminale richting.