结构生物化学/非核糖体肽合成
非核糖体肽合成是一种替代途径，允许产生除了传统翻译机制之外的多肽。这些肽是由称为合成酶的酶复合物产生的，并且生成的肽通常很短，只有 2-50 个残基。 [1] 非核糖体肽合成产生几种药理学上重要的化合物，包括抗生素和免疫抑制剂。这种生物合成途径存在于许多细菌和真菌中。非核糖体肽合成 (NRPS) 利用一个庞大的单体库，包括所有氨基酸和几种非天然氨基酸以及芳基酸底物，通过一系列肽的加载和缩合来产生小分子代谢产物。与传统蛋白质相比，NRPS 产生的肽具有独特的特征。首先，它们可以包含标准和非标准氨基酸。 [1] 其次，氨基酸不仅通过氨基肽连接，还通过形成非线性肽骨架的非常规连接连接。非核糖体肽合成是细菌和真菌中生物活性代谢产物生物合成的关键机制。非核糖体肽合成酶基因通常代表多基因簇的一部分，编码 NRPS 合成酶，进而生物合成肽产物。 [1] NRPS 合成酶通常由一个或多个模块组成，并且可以终止于一个硫酯酶结构域，该结构域将新合成的肽从酶中释放出来。 [1] 与核糖体肽合成不同，它们不需要翻译 mRNA 来开始合成。因此，存在着非常大的多样性，并产生了极其多样化的可能的产物。NRPS 尤其重要，因为通过此过程产生的许多次级代谢产物具有重要的医学意义，产生了大量的抗生素、抗生素前体和免疫抑制剂药物。NRPS 类似于多肽合成和脂肪酸合成，但 NRPS 多酶不与酰基载体蛋白中间体共价结合，而是仅利用肽酰基载体蛋白 (PCP)。PCP 在 α 螺旋上有一个保守的丝氨酸基团，被 4'-磷酸泛酰巯基乙胺假体基团取代，这使其能够转化为 *全* 型，并且因此允许假体基团末端的硫醇基团连接到其他肽。NRPS 从将活化的氨酰基-腺苷酸加载到 PCP 开始，然后进行腺苷酸化和缩合过程，直到硫酯酶结构域完成多肽链并合成完成。 [2]
- F：甲酰化（可选）
- A：腺苷酸化（模块中必需）
- PCP：硫酯化和肽载体蛋白，附着 4'-磷酸泛酰巯基乙胺（模块中必需）
- C：缩合形成酰胺键（模块中必需）
- Cy：环化成噻唑啉或恶唑啉（可选）
- Ox：噻唑啉或恶唑啉氧化成噻唑或恶唑（可选）
- Red：噻唑啉或恶唑啉还原成噻唑烷或恶唑烷（可选）
- E：外消旋化为 D-氨基酸（可选）
- NMT：N-甲基化（可选）
- TE：硫酯酶终止（NRPS 中只出现一次）
- R：还原为末端醛或醇（可选）
肽链合成后，可以进行卤化、羟基化、酰化或糖基化修饰，这些修饰通常由与载体蛋白相关的相同操纵子或基因簇中编码的酶进行。由于 NRPS 类似于 PKS 和 FAS，因此其他代谢产物合成方法的组分经常相互交叉连接并结合形成天然产物。--A08954805 (讨论 • 贡献) 2011 年 11 月 15 日 22:32 (UTC)