Biosíntesis de los antibióticos inusuales que contienen epoxiisonitril, la aerocianidina y la amicomicina

Área de la Ciencia:

• Biosíntesis de productos naturales
• Química orgánica
• Enzimología

Sus antecedentes:

• La aerocianidina y la amicomicina son antibióticos complejos que contienen un raro grupo epoxiisonitril.
• Su síntesis total es un desafío, y sus vías biosintéticas siguen siendo en gran medida desconocidas.
• Los grupos de genes identificados carecen de las enzimas esperadas para las modificaciones oxidativas observadas.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar completamente las vías de biosíntesis de la aerocianidina y la amicomicina.
• Para entender la formación de la porción única de isonitril epoxi.
• Identificar las enzimas responsables de las etapas oxidativas clave.

Principales métodos:

• El análisis bioinformático de los grupos de genes.
• Pruebas enzimáticas para confirmar los pasos de la vía.
• Caracterización de los productos intermedios y finales.

Principales resultados:

• Se identificó una vía conservada a los intermediarios de isonitril que involucra una tioesterasa bifuncional y una enzima dependiente del α-cetoglutarato.
• Los intermediarios de isonitril se cargan en una proteína portadora de acilo (ACP) y se extienden por las poliquetidas sintasas.
• La biosíntesis de la aerocianidina involucra la proteína cupina AecF para la epoxidación; la amicomicina utiliza tres enzimas P450 (AmcB, AmcC, AmcQ) para la epoxidación y la formación de ceto.

Conclusiones:

• El estudio aclara completamente las vías de biosíntesis de la aerocianidina y la amicomicina.
• La vía conservada explica la formación del grupo funcional γ-hidróxi-epoxi isonitril.
• El mecanismo enzimático distinto dicta las variaciones estructurales finales entre los dos antibióticos.