结构生物化学/细胞器/核糖体/RNP
核糖体合成的天然产物 (RNP) 是一类肽，由于其翻译后修饰 (PTM) 的多样性而引起了科学家的兴趣，这些修饰包括异环化或大环化、脱水、酰化、糖基化、卤化、异戊烯化和差向异构化。这些 RNP 具有巨大潜力，因为与传统的 20 种氨基酸相比，PTM 在结构和生物活性方面具有优势。它们也很受欢迎，因为 RNP 具有相对较短的生物合成途径，并且喜欢与许多其他化合物相互作用。
RNP 中一组特别令人感兴趣的是 lantipeptides。它们是含有硫醚交联氨基酸中消旋-镧离子 (Lan) 和 (2S,3S,6R)-3-甲基镧离子 (MeLan) 的多环肽。Lantipeptides 都是在核糖体上作为前体 LanA 肽合成的，该肽既包含引导肽（前体肽的 N 端部分，对生产很重要，但未修饰并从最终产物中裂解），又包含核心肽（前体肽的 C 端部分，在修饰和引导肽去除后成为最终产物）。Lantipeptides 共有四类：I 类、II 类、III 类和 IV 类。I 类 lantipeptides 分别通过脱水酶 LanB 和环化酶 LanC 进行丝氨酸/苏氨酸脱水和硫醚环化。II 类 lantipeptides 具有 LanM，这是一种单一的双功能 lantipeptide 合成酶，包含 N 端脱水酶和 C 端 LanC 样环化酶结构域。III 类 lantipeptides 通过具有 N 端裂解酶结构域、中间激酶结构域和推定的 C 端环化酶结构域的三功能合成酶进行修饰。最后，IV 类 lantipeptides 具有 LanL，它与 III 类一样包含 N 端裂解酶和激酶结构域，但其 C 端环化酶结构域类似于 LanC。
Lantipeptides 最初被认为只由一组特定的革兰氏阳性厚壁菌产生，但基因组分析表明，其他生物体也产生 lantipeptides，例如放线菌、拟杆菌和衣原体。最近的一项研究在 1,466 个细菌基因组中的 478 个中发现了 lantipeptide 生物合成基因。这表明 lantipeptides 在生物体中有多么丰富，可以在生物体池中找到并收获，供研究人员用来进行涉及这些产品的实验。
Lantipeptides 对科学家来说很有趣，因为它们具有抗菌特性，但研究人员也发现它们还有许多其他用途。例如，人们对将 lantipeptides 用作化学治疗剂很感兴趣。这个想法来自于将 lantipeptide 乳酸链球菌肽作为食品防腐剂使用 50 多年的经验，因为它在使用中没有出现明显的微生物抗性。
Lantipeptides 在制药行业也具有很大潜力。它们已被证明对革兰氏阳性细菌有效，包括耐药菌株，如葡萄球菌、链球菌、肠球菌和梭状芽孢杆菌，以及某些革兰氏阴性病原体，如奈瑟氏菌和幽门螺杆菌。几种由 lantipeptides 制成的药物包括用于治疗囊性纤维化的 duramycin 和用于治疗艰难梭菌的 actagardine 衍生物。Mutacin 1140 目前正在开发用于治疗革兰氏阳性细菌感染。除了医药外，lantipeptides 还在农业、兽医学和分子成像方面有应用，证明了它们在生化活性方面的多样性。
研究人员已经研究了 lantipeptides 产生生物活性的机制，并且观察到大多数抗菌 lantipeptides 通过形成孔隙来抑制细胞壁生物合成和/或破坏膜完整性。Lantibiotics，具有抗菌活性的 lantipeptides，靶向并结合必需的细胞壁前体脂质 II。这抑制了合成肽聚糖所需的反应，肽聚糖是细胞膜的重要组成部分。
Lantipeptides 的独特硫醚交联是通过生物合成酶在翻译后添加的，通过将丝氨酸或苏氨酸脱水成 α,β-不饱和残基 2,3-二脱氢丙氨酸 (Dha) 或 (Z)-2,3-二脱氢丁氨酸 (Dhb) 分别进行，然后用一个半胱氨酰硫醇进行迈克尔型加成反应，形成硫醚桥。这些交联对于化合物的活性至关重要，并有助于维持对蛋白水解和热变性的稳定性。这使得 lantipeptides 在会使其他肽变性的生物条件下非常耐用。
为了合成 I 类 lantipeptides，两种独立的酶进行反应形成硫醚交联：脱水酶 LanB 和环化酶 LanC。LanB 基因编码约 1,000 个残基的蛋白质，而 lanC 基因编码约 400 个残基的蛋白质。据信，这些反应涉及一个锌离子，该离子通过活性位点的半胱氨酸-半胱氨酸-组氨酸三联体结合。
目前，正在开发技术来改善 lantipeptides 的药理特性，包括效力、稳定性和溶解度。一种方法是在大肠杆菌中体内生产 lantipeptides。由于大肠杆菌相对容易生长并且是一种经过充分研究的生物体，因此这简化了基因操作并降低了成本。2011 年的一项研究证明了大肠杆菌生产修饰的 LanA 的多功能性。这项研究也代表了迄今为止关于在大肠杆菌中生产 I 类 lantipeptides 的唯一报道。2011 年报道的另外两个大肠杆菌表达系统利用了专用的 lantipeptide 蛋白酶来生产成熟的 lantipeptides。与生产菌株相比，其中一个系统产量提高了四倍。使用大肠杆菌似乎是一种可行的体内生产 lantipeptides 的方法，进一步的研究可能会产生更有效的方法。
除了使用生物技术获取 lantipeptides 外，化学方法也显示出了一些希望。在 2008 年之前，唯一成功完全化学合成的 lantipeptide 是令人印象深刻的乳酸链球菌肽溶液相合成。然而，最近，已经报道了第一个第一个含有重叠交联的 lantipeptide 的固体支撑全合成，即乳酸链球菌肽 3147 的 α-肽。这扩展了合成 lantipeptides 的可能性，应该与生物工程技术相结合进行进一步研究。