Biochemie 2016: Megaenzyme zur Biosynthese von Peptiden

Megaenzyme zur Biosynthese von Peptiden

Die Antibiotika Penicillin, Vancomycin und Daptomycin sind prominente Beispiele für mikrobielle Peptide. Viele solcher Peptide werden nicht in Ribosomen synthetisiert, sondern von nichtribosomalen Peptidsynthetasen (NRPS).¹⁾ NRPS können sehr groß sein: Ein Beispiel ist die Kolossin-Synthetase Kol, die als einzelnes Protein mit einer Molekülmasse von zirka 1,81 MDa an die Größe bakterieller Ribosomen heranreicht.²⁾

Dem hohen metabolischen Aufwand, der mit der Biosynthese solcher NRPS verbunden ist, steht der enorme chemische Strukturraum gegenüber, den diese Proteine erschließen. Dieser Strukturraum ist auch Resultat einer ausgeprägten Flexibilität der NRPS, was die Bausteine betrifft, die sie verarbeiten können. Dazu gehören neben nichtproteinogenen α- und β-Aminosäuren zum Beispiel α-Hydroxy- oder Aminobenzoesäuren. Insgesamt sind bereits mehr als 500 solcher Bausteine bekannt.³⁾ Post-NRPS-Reaktionen erweitern zusätzlich die strukturelle Variabilität der Produkte. Zu Post-NRPS-Reaktionen gehören Oxidationen, Reduktionen, Halogenierungen, Alkylierungen und Glykosylierungen.

Ein mechanis

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