クラス定義アスパルチミド変異を持つRiPPの家族であるイミディチドのゲノム採掘と発見

科学分野:

• 生物化学
• 自然 産物 の 発見
• バイオ情報学

背景:

• リボソーム合成および翻訳後の改変ペプチド (RiPP) は多様な自然産物である.
• 既存の機械学習ツールは,主に既知のファミリーと異なるRiPPを識別します.
• RiPP生物合成遺伝子クラスター (BGCs) にリンクされた調整酵素は,補完的な発見戦略を提供します.

研究 の 目的:

• 生物情報学的種子として調整酵素を用いた新しいRiPPファミリーを発見する.
• タンパク質イソアスパルチルメチルトランスフェラーゼ (PIMTs) に同質なO-メチルトランスフェラーゼを標的として,イミディチドと呼ばれる新しいRiPPファミリーを特定する.
• 新しく発見されたイミディチドの生物合成と改変メカニズムを調査する.

主な方法:

• RiPP関連O-メチルトランスファーゼのユニークなC端末モチーフを用いたゲノムマイニング.
• 新しいRiPP BGCを特定し,特徴づけるためのバイオ情報分析.
• 創始 imiditide メンバー,mNmaA^Mの異質な生産と生化学的特徴.
• 酵素と基板の相互作用の実験的および計算的 (AlphaFold) 分析

主要な成果:

• グラム陽性細菌で670のBGCが確認された新しいRiPPファミリーである imiditidesの発見.
• mNmaA^Mの異質生成が成功し,これが初めて特徴づけられたイミディチドである.
• 先駆体ペプチドNmaAのメチル化Aspを担当するPIMT同類であるNmaMの識別.
• 充電対充電相互作用による自発的なメチルエステルからアスパルチミドへの変換と基板特異性の実証

結論:

• 調整酵素,特にPIMT同型O-メチルトランスファーゼは,新しいRiPP発見のための効果的なバイオ情報学的種子です.
• PIMT媒介によるアスパルチミド形成は,RiPPの生物合成における新興の骨幹改変戦略を表しています.
• イミディチドの発見は,RiPPの既知の多様性とその生合成経路を拡大する.