Das Herbizid Phosphinothricin-Tripeptid, ein Modell zum Studium der Evolution einer Sekundärmetabolit-Biosynthese in Bakterien

Stesterichiridochromogenes合成Herbizid Phosphinothricyl-Alanyl-Alanin（Phosphinothricin-Tripeptid = PTT），bakterielle和pflanzliche Glutaminsynthetase竞争性地形成。用N-乙酰基-去甲基膦丝菌素（N-Ac-DMPT）合成PTT酶，但不使用含有两种丙氨酸的核糖体肽合成酶（NRPS）。本文介绍了PTT生物合成的研究进展：N-Ac-DMPT的合成有三种酶，它们直接作用于TCC-Zyklus的酶;在生产过程中发现了一种主要代谢酶的基因和一种主要代谢酶的基因。在此，作为一个韦尔登酶基因的中心作用，我们将从进化论的角度来研究底物特异性的变化，并对酶的不同调节机制进行研究。因此，我们将PTT生物合成作为一个独立的系统，因为所有的肽合成酶都具有硫代雌激素功能。利用多功能的NRPS可以使韦尔登酶系统成为非核糖体肽合成的“一种形式”。因此，我们需要对基因组中的一种相互作用的酶和一种协调表达的基因进行韦尔登。

Steptomyces viridochromogenes synthetisiert das Herbizid Phosphinothricyl-Alanyl-Alanin (Phosphinothricin-Tripeptid = PTT), das die bakterielle und pflanzliche Glutaminsynthetase kompetitiv hemmt. Die Biosynthese von PTT beginnt mit der Bereitstellung der seltenen Aminosäure N-Acetyl-Demethyl-Phosphinothricin (N-Ac-DMPT), die dann durch nicht riobosomale Peptidsynthetasen (NRPS) mit zwei Alaninresten verknüpft wird. Zwei Besonderheiten machen die PTT-Biosynthese zu einem geeigneten Modell zum Studium der Evolution der Sekundärmetabolit-Biosynthese: An der Bereitstellung von N-Ac-DMPT sind drei Enzyme beteiligt, die sich direkt von Enzymen des TCC-Zyklus ableiten; im Produzenten finden sich also sowohl die Gene für die entsprechenden Enzyme des Primärmetabolismus als auch die Gene für die Sekundärmetabolismus-Enzyme. Hier soll die zentrale Rolle einer Aconitase genutzt werden, um daran sowohl die Veränderung der Substratspezifität im Laufe der Evolution als auch die differenzierungsabhängige Regulation der entsprechenden Enzyme zu studieren. Darüber hinaus stellt die PTT-Biosynthese das einzig bekannte System dar, in dem sowohl alle Peptidsynthetasemodule als auch die Thioestrease-Funktionen jeweils auf einem separaten Protein lokalisiert sind. Durch den Vergleich mit multifunktionellen NRPS soll untersucht werden, ob das "Einzelenzym-System" eine "Urform" der nicht-ribosomalen Peptidsynthese darstellt. Dazu soll zuerst analysiert werden, wie die einzelnen Enzyme interagieren und wie die koordinierte Expression der im Gencluster verstreut liegenden Gene erfolgt.