给大家推荐一篇发表在Nature Chemitsry 上的文章，文章的通讯作者是来自伊利诺伊大学香槟分校的Wilfred A. van der Donk教授，van der Donk 教授主要从事新型抗生素的制备、合成与组合化学等方向的研究。
吡咯亚氨基醌及其相关天然产物由多种多样的生物产生，具有多种生物活性。最近的研究表明，这些化合物是通过独特的翻译后修饰过程生物合成的。在这个过程中，一个肽氨基酰-tRNA连接酶(PEARL)将色氨酸-tRNA中的Trp添加到核糖体合成的模板肽的c端，通过一系列生化过程将其转化为吡咯亚氨基醌。但该色氨酸转化为吡咯亚氨基醌的机制目前尚不清楚。
本文中，作者通过研究芽孢杆菌(B. halodurans) C-125的氨酰胺生物合成基因簇（BGC）发现了一条新的以甘氨酰-tRNA为氮源的吡咯亚氨基醌的合成路线。
通过对氨酰胺生物合成基因簇进行分析作者发现，该基因簇编码了一个模板肽(bhaA)，七个PEARL(bhaB1-7)，四个包含TPR-domain的酶(bhaC1-4)，一个甘氨酸氧化酶(bhaG)，一个TldD/e蛋白酶(bhaDE)以及一些其他功能未知的蛋白。
通过在大肠杆菌中将模板肽BhaA与其他基因共表达并使用MALDI-TOF质谱对BhaA的分子量变化进行检测，作者们对该基因簇的具体作用机制进行了研究。首先BGC中的BhaB7会使得BhaA-Ala的分子量上升186 Da恰好对应一个色氨酸基团的质量，即BhaB7会将Trp添加到模板肽上。接下来，通过将带有Trp的模板肽与BhaC1共表达，捕捉到了分子量变化为32 Da和48 Da的片段，对应着色氨酸芳环上的羟基化，生成三羟基吲哚。通过类似的步骤他们阐释了整个生物合成路线的机理。模板肽在BhaB7的作用下会在其C端引入Trp残基，随后，BhaC1将色氨酸上的吲哚环氧化，得到三羟基吲哚。这种富含电子的结构随后被氧化成相应的羟基醌，并通过BhaB5催化glycyl-tRNA的引入，最终将羟基醌转化为氨基醌。
综上，作者报道了一个以glycyl-tRNA为氮源的芳香胺合成路径，并研究了其合成机制。
本文作者：Guo ZH
责任编辑：LYP
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41557-021-00802-2
文章引用：DOI：10.1038/s41557-021-00802-2
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