普林斯顿大学化学系的研究人员发现了一种新的多步骤途径，哺乳动物肠道中的细菌通过该途径产生抗菌肽。
新发现的生物合成途径将一种生物惰性肽转化为结构复杂的抗生素，他们称之为肠肽素。肠肽素是一类由核糖体合成的肽类天然产物，称为 RiPPs。
这些产品的核心结构由核糖体合成，仅限于 20 种典型氨基酸。Mo 实验室发现并表征了能够在肠肽素中将精氨酸(一种规范氨基酸)转化为N-甲基鸟氨酸(一种非规范氨基酸)的新金属酶。
这是首次报道含有这种不寻常氨基酸的 RiPP 天然产品。这一发现是由 Mohammad Seyedsayamdost 教授的实验室做出的。
该实验室的论文“生物合成指导的发现揭示肠肽素是含有N-甲基鸟氨酸的替代 sactipeptides”，该论文于上个月发表在Nature Chemistry上。
该论文的第一作者、Mo 实验室的前研究生 Kenzie Clark 解释了核心发现。
“该途径的工作方式是核糖体产生前体肽，然后由同一基因簇中编码的金属酶作用，”克拉克说。“一系列金属酶——在这种情况下，共有三种——将精氨酸逐步转化为N-甲基鸟氨酸以产生肠肽素。
“有趣的是，肽本身不显示任何生物活性。但一旦添加这些修饰，它就会变成这种活性生物分子，有效抑制生产菌株的生长。”
Brett Covington 是实验室的博士后研究员，也是该论文的合著者，他对这一发现进行了权衡。
“这是我们在我们发现的许多此类 RiPP 产品中看到的一种趋势：它们具有非常窄谱的活性，并且往往会抑制制造这种化合物的生物体的生长，”他说。“肠肽素就是这种情况。它实际上只抑制了产生肠肽素的肠球菌。为什么这些肠球菌会制造一种抗生素肽来抑制它们自身的生长是我们正在研究的一个问题。它们可能参与产生一种更顽固的细菌人口。”
通过基因簇工作
这项研究完全符合 Mo 实验室的使命，该实验室旨在发现新的细菌天然产品并了解这些产品是如何生物合成的。
早在 2018 年，Mo 实验室就在美国化学学会杂志(JACS) 上发表了一篇论文，其中他们利用生物信息学从链球菌中发现了 600 个 RiPP 基因簇，这些链球菌利用自由基 S-腺苷甲硫氨酸 (rSAM) 酶，这是自然界最大的酶之一。已知的酶家族。虽然它是一个拥有超过 500,000 名成员的庞大群体，并且在所有三个生命王国中都有发现，但大多数这些酶还没有被很好地理解。
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