Biosyntéza propylprolinové stavební jednotky linkomycinu

Abstract

Klinicky využívané antibiotikum linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, kterou je 4-propyl-L-prolin (PPL). Tato jednotka je velmi důležitá z hlediska bioaktivity tohoto antibiotika, což je patrné z nižší aktivity příbuzného antibiotika celesticetinu, který inkorporuje do struktury proteinogenní L-prolin. Genové shluky pro biosyntézu obou linkosamidů jsou publikovány a odrážejí společný základ - biosyntézu aminocukerného prekurzoru a kondenzační reakce. Ovšem v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu se nacházejí navíc geny kódující biosyntézu specifické aminokyseliny PPL. Tento alkylprolinový derivát (APD) má společný biosyntetický původ s dalšími APD, které jsou součástí struktur protinádorových pyrrolobenzodiazepinů a signální molekuly hormaomycinu, což se odráží i v přítomnosti homologních genů v jejich genových shlucích. Výsledky výzkumu biosyntézy PPL se tedy uplatní pro větší skupinu přírodních látek. První celkový koncept biosyntézy APD byl publikován již před čtyřiceti lety. Milníkem byl pak rok 1995, kdy byl publikován genový shluk pro biosyntézu linkomycinu a k jednotlivým reakcím biosyntézy byly navrženy konkrétní genové produkty. Funkční prokázání proteinů bylo provedeno zatím u prvních dvou kroků biosyntézy APD (proteiny LmbB2 a LmbB1), která vychází z...

The clinically used antibiotic lincomycin consists of an amino-sugar and an amino-acid moiety. The incorporated amino-acid 4-propyl-L-prolin (PPL) is very important for the linomycin bioactivity, as evidenced by the lower activity of the related antibiotic celesticetin, which incorporates proteinogenic L-prolin instead. Gene clusters for the biosynthesis of both lincosamides are published and reflect a common basis - biosynthesis of amino-sugar precursor and condensation reactions. Additionally, in the biosynthetic gene cluster for lincomycin there is a sub-cluster of genes encoding the biosynthesis of PPL, the alkylated proline derivative (APD). PPL has a common biosynthetic origin with other APDs that are part of the structures of antitumor pyrrolobenzodiazepines and the signal molecule hormaomycin, which is also reflected in the presence of homologous genes in their gene clusters. The acquired knowledge on PPL biosynthesis thus can be applied to a larger group of natural products. The first overall concept of APD biosynthesis was published forty years ago. The milestone was the year 1995 when the gene cluster for lincomycin biosynthesis was published and specific gene products have been proposed for individual biosynthetic steps. The functional proof of proteins has been performed so far just...