Цвиттермицин А — это антибиотик, который был идентифицирован из бактерии Bacillus cereus UW85. [1] Это молекула, представляющая интерес для сельскохозяйственной промышленности, поскольку она обладает потенциалом подавлять болезни растений благодаря своему широкому спектру активности против определенных грамположительных и грамотрицательных прокариотических микроорганизмов. Молекула также представляет интерес с точки зрения метаболизма, поскольку она представляет собой новый структурный класс антибиотиков и предполагает кроссовер между поликетидными и нерибосомальными пептидными биосинтетическими путями. Цвиттермицин А — это линейный аминополиол. [2]
Биосинтез цвиттермицина А представляет собой гибрид поликетидного и нерибосомального пептидного синтетических путей. Вероятнее всего, все синтазы расположены на одной мегасинтазе, очень похожей на синтазу жирных кислот типа I. На основе мутантных исследований был идентифицирован биосинтетический кластер, участвующий в производстве цвиттермицина, и предложен путь. Гены, ответственные за производство цвиттермицина А, расположены на кластере размером 16 кб, содержащем девять ORF и самоустойчивый ген zmaR, ген , кодирующий фермент ацилирования , который дезактивирует цвиттермицин А. [3] Гибридная синтаза , используемая в производстве цвиттермицина А, использует модифицированные удлиняющие единицы, такие как гидроксималонил-АПБ, аминомалонил-АПБ и 2,3-диаминопропионат . Поэтому многие гены в биосинтетическом кластере кодируют ферменты, ответственные за синтез этих удлиняющих единиц, используемых в гибридной синтазы. Например, orf5 кодирует ZWA5A, фермент, который отвечает за опосредованное PLP аминирование, которое преобразует L-серин в 2,3-диаминопропионат. Также было показано, что orf5, orf7, orf4 и orf6 участвуют в биосинтезе аминомалонил-АПБ, а orf3, orf2 и orf1 синтезируют гидроксималонил-АПБ. [4]
Генная организация биосинтетического кластера цвиттермицина А.
Гены, кодирующие семикомпонентную гибридную синтазу, ответственную за сборку остова, вероятно, расположены в самом большом гене, orf8. Сборка начинается с активации остатка серина. Это делается путем присоединения аминокислоты к пептидному белку-носителю через нерибосомальную пептидную синтетазу. Затем происходит удлинение активированного малонилового звена, ковалентно связанного с ацильным белком-носителем с помощью кетосинтазы, что дает пятиуглеродную единицу. Следующие два этапа удлинения протекают аналогичным образом с использованием аминомалонильных и гидроксималонильных единиц из второй и третьей кетосинтазы. Наконец, конденсация 2,3-диаминопропионата с переносимой молекулой второй нерибосомальной пептидной синтазой дает остов цвиттермицина А. Атака аммиака через фермент амидотрансферазу высвобождает белок-носитель. Последний этап включает фермент карбомилтрансферазу, который карбамолизирует высвобожденную молекулу, давая конечный продукт. [5]