Modulare Polyketidsynthasen sind multidomänige Fabrik-Enzyme, die komplexe polyketidische Naturprodukte biosynthesieren. Die Thioesterase (TE) Domäne spielt eine entscheidende Rolle bei der Produktfreisetzung, indem sie die Hydrolyse oder Laktonisierung des an das Acylträgerprotein (ACP) gebundenen polyketidischen Intermediats katalysiert. Hier berichten wir, dass entgegen der vorherrschenden Annahme, dass TE nur die Polyketidstruktur erkennt, eine effiziente Produktfreisetzung eine spezifische Wechselwirkung zwischen der TE-Domäne und der ACP-Domäne erfordert. In vitro-Enzymassays in Kombination mit molekulardynamischen Simulationen zeigten einen potenziellen Mechanismus der ACP-TE-Wechselwirkung, bei dem Loop I von ACP starke Wechselwirkungen mit der TE während der Mediomycin-Biosynthese aufweist. Vergleichende Analysen von TE-Einzel-Domänen- und ACP-TE-Didomänen-Insertionen in verschiedenen polyketidogenen Biosynthesewegen zeigten, dass die ACP-TE-Didomänen-Insertion im Allgemeinen zu höheren Produktgehalten in den konstruierten Wegen führt. Unsere Ergebnisse verdeutlichen den entscheidenden Beitrag der ACP-TE-Wechselwirkung zur ordnungsgemäßen Produktfreisetzung in der Polyketidsynthese und werden die rationale Konstruktion modularer Polyketidsynthasen leiten.
Xie et al. (Mon,) untersuchten diese Frage.