Aufklärung der Chalkophomycin-Biosynthese zeigt N-Hydroxypyrrol bildende Enzyme

Reaktive funktionelle Gruppen, wie N-Nitrosamine, verleihen den Naturstoffen, in denen sie gefunden werden, einzigartige Bioaktivitäten. Jüngste Arbeiten haben enzymatische N-Nitrosierungsreaktionen in der biosynthetischen Produktion von mikrobiellen Naturstoffen beleuchtet, was das Interesse an der Entdeckung zusätzlicher Metaboliten weckt, die mit dieser Reaktivität konstruiert sind. Hier verwenden wir einen Genom-Mining-Ansatz, um über 400 kryptische biosynthetische Gencluster (BGCs) zu identifizieren, die Homologe des N-Nitrosierungs-Biosyntheseenzym SznF kodieren, einschließlich des BGC für Chalkophomycin, ein CuII-bindendes Metabolit, das ein C-Typ Diazendaniumdiolat und N-Hydroxypyrrol enthält. Die Charakterisierung der biosynthetischen Enzyme von Chalkophomycin zeigt zuvor unbekannte Enzyme auf, die für die Biosynthese von N-Hydroxypyrrol verantwortlich sind, einschließlich der ersten Prolyl-N-Hydroxylase, und einen entscheidenden Schritt in der Assemblierung der Diazendaniumdiolat-haltigen Aminosäure Graminin. Die Entdeckung dieses Weges bereichert unser Verständnis der biosynthetischen Logik, die bei der Konstruktion ungewöhnlicher Heteroatom-Heteroatom-Bindungen in funktionellen Gruppen verwendet wird, und ermöglicht zukünftige Bemühungen in der Entdeckung von Naturstoffen und Biokatalyse.