塞克肽類（Sactipeptide）天然產(chǎn)物的研究進(jìn)展
發(fā)布時間：2021-12-22 00:21
塞克肽是一類重要的核糖體肽天然產(chǎn)物,具有多種生物活性,它們的共同特征是存在由半胱氨酸巰基與受體氨基的α-碳原子連接的分子內(nèi)硫醚鍵.本篇綜述總結(jié)了近年來塞克肽的發(fā)現(xiàn)、活性、生物合成、作用機(jī)制等多方面的工作,詳細(xì)討論了由SAM自由基酶介導(dǎo)的硫醚鍵形成機(jī)制.
【文章來源】：生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2020,47(10)北大核心SCICSCD
【文章頁數(shù)】：14 頁
【部分圖文】：
核糖體肽類天然產(chǎn)物的生物合成途徑
Subtilosin A來源于Bacillus subtilis 168，于1985年被發(fā)現(xiàn)，是第一個被發(fā)現(xiàn)的塞克肽[14]，然而在此18年后Subtilosin A分子內(nèi)3組硫醚橋鍵的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)才通過核磁共振波譜法得到確定[9,15].此后的10多年時間里，另外的4種塞克肽陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)與鑒定.這些塞克肽均來自于好氧菌芽孢桿菌屬，分別是產(chǎn)孢殺傷因子（sporulation killing factor,SKF)[13]、thurincin H[12,16]和thuricin CD（一類雙組分塞克肽）[11,17]（圖2,3）.近年來，隨著生物信息學(xué)分析手段和基因組測序技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的塞克肽類天然產(chǎn)物被發(fā)現(xiàn)并鑒定.2014年，Christian Hertweck研究組借助anti-SMASH[18-19]、BAGEL3[20]、BLAST等生物信息學(xué)分析軟件對已知基因組序列的厭氧菌進(jìn)行Ri PPs基因組挖掘（genome mining），結(jié)果顯示在211株厭氧菌中發(fā)現(xiàn)59株（占比28%）含有Ri PPs基因簇.進(jìn)一步對上述59株菌中的81個Ri PPs基因簇進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中包含16個塞克肽類基因簇，其中除變形菌門（Proteobacteria）和熱袍菌門（Thermotogae）各有1個塞克肽類產(chǎn)生菌，其余14個塞克肽均分布于厚壁菌門（Firmicutes），而厚壁菌門中的14個塞克肽類有8個分布于梭菌屬（Clostridium)[21].這些研究結(jié)果表明，塞克肽類主要分布與厚壁菌門的好氧菌芽孢桿菌和厭氧菌梭菌兩個種屬.2015年，Azevedo等[22]對224株瘤胃細(xì)菌（ruminal bacteria）及5株瘤胃古菌（ruminal archaea）進(jìn)行了細(xì)菌素（bacteriocin，是某些細(xì)菌在代謝過程中通過核糖體合成機(jī)制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽）生物合成基因簇分布及多樣性的基因組探礦研究，通過初步的生物信息學(xué)分析，在這229株瘤胃微生物中，有51株瘤胃微生物基因組包含潛在塞克肽類基因簇68個.以基因組上鄰近前體肽20 kb區(qū)域內(nèi)包含ABC轉(zhuǎn)運子和SAM自由基蛋白（radical S-adenosylmethionine protein,r SAM）為選擇標(biāo)記，進(jìn)一步分析表明不同細(xì)菌基因組中含有11個塞克肽類基因簇，基因簇大小從5.1 kb (Butyrivibrio hungatei XBD2006）到10.1 kb (Peptostreptococcus anaerobius C）不等.同年，Walsh等[23]基于人類微生物組計劃基因組數(shù)據(jù)對人類胃腸道中的細(xì)菌素基因簇進(jìn)行鑒定，在厚壁菌門、擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門（Actinobacteria）、梭桿菌門（Fusobacteria）和互養(yǎng)菌門（Synergistetes）的59個獨特成員中鑒定到74個細(xì)菌素基因簇（圖4），其中就包含了7個塞克肽基因簇.以上研究進(jìn)一步揭示了塞克肽類在不同微生物種屬間廣泛分布.
2015年，Azevedo等[22]對224株瘤胃細(xì)菌（ruminal bacteria）及5株瘤胃古菌（ruminal archaea）進(jìn)行了細(xì)菌素（bacteriocin，是某些細(xì)菌在代謝過程中通過核糖體合成機(jī)制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽）生物合成基因簇分布及多樣性的基因組探礦研究，通過初步的生物信息學(xué)分析，在這229株瘤胃微生物中，有51株瘤胃微生物基因組包含潛在塞克肽類基因簇68個.以基因組上鄰近前體肽20 kb區(qū)域內(nèi)包含ABC轉(zhuǎn)運子和SAM自由基蛋白（radical S-adenosylmethionine protein,r SAM）為選擇標(biāo)記，進(jìn)一步分析表明不同細(xì)菌基因組中含有11個塞克肽類基因簇，基因簇大小從5.1 kb (Butyrivibrio hungatei XBD2006）到10.1 kb (Peptostreptococcus anaerobius C）不等.同年，Walsh等[23]基于人類微生物組計劃基因組數(shù)據(jù)對人類胃腸道中的細(xì)菌素基因簇進(jìn)行鑒定，在厚壁菌門、擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門（Actinobacteria）、梭桿菌門（Fusobacteria）和互養(yǎng)菌門（Synergistetes）的59個獨特成員中鑒定到74個細(xì)菌素基因簇（圖4），其中就包含了7個塞克肽基因簇.以上研究進(jìn)一步揭示了塞克肽類在不同微生物種屬間廣泛分布.圖4 2015年Walsh等[23]鑒定到的74個Ri PP生物合成基因簇.不同類別出現(xiàn)頻率（a）及其產(chǎn)生菌所屬門類分布（b)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]羊毛硫肽類化合物（Lanthipeptide）生物合成新進(jìn)展[J]. 莫天錄,薛林貴,張琪. 微生物學(xué)報. 2016(03)
本文編號：3545435
【文章來源】：生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2020,47(10)北大核心SCICSCD
【文章頁數(shù)】：14 頁
【部分圖文】：
核糖體肽類天然產(chǎn)物的生物合成途徑
Subtilosin A來源于Bacillus subtilis 168，于1985年被發(fā)現(xiàn)，是第一個被發(fā)現(xiàn)的塞克肽[14]，然而在此18年后Subtilosin A分子內(nèi)3組硫醚橋鍵的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)才通過核磁共振波譜法得到確定[9,15].此后的10多年時間里，另外的4種塞克肽陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)與鑒定.這些塞克肽均來自于好氧菌芽孢桿菌屬，分別是產(chǎn)孢殺傷因子（sporulation killing factor,SKF)[13]、thurincin H[12,16]和thuricin CD（一類雙組分塞克肽）[11,17]（圖2,3）.近年來，隨著生物信息學(xué)分析手段和基因組測序技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的塞克肽類天然產(chǎn)物被發(fā)現(xiàn)并鑒定.2014年，Christian Hertweck研究組借助anti-SMASH[18-19]、BAGEL3[20]、BLAST等生物信息學(xué)分析軟件對已知基因組序列的厭氧菌進(jìn)行Ri PPs基因組挖掘（genome mining），結(jié)果顯示在211株厭氧菌中發(fā)現(xiàn)59株（占比28%）含有Ri PPs基因簇.進(jìn)一步對上述59株菌中的81個Ri PPs基因簇進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中包含16個塞克肽類基因簇，其中除變形菌門（Proteobacteria）和熱袍菌門（Thermotogae）各有1個塞克肽類產(chǎn)生菌，其余14個塞克肽均分布于厚壁菌門（Firmicutes），而厚壁菌門中的14個塞克肽類有8個分布于梭菌屬（Clostridium)[21].這些研究結(jié)果表明，塞克肽類主要分布與厚壁菌門的好氧菌芽孢桿菌和厭氧菌梭菌兩個種屬.2015年，Azevedo等[22]對224株瘤胃細(xì)菌（ruminal bacteria）及5株瘤胃古菌（ruminal archaea）進(jìn)行了細(xì)菌素（bacteriocin，是某些細(xì)菌在代謝過程中通過核糖體合成機(jī)制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽）生物合成基因簇分布及多樣性的基因組探礦研究，通過初步的生物信息學(xué)分析，在這229株瘤胃微生物中，有51株瘤胃微生物基因組包含潛在塞克肽類基因簇68個.以基因組上鄰近前體肽20 kb區(qū)域內(nèi)包含ABC轉(zhuǎn)運子和SAM自由基蛋白（radical S-adenosylmethionine protein,r SAM）為選擇標(biāo)記，進(jìn)一步分析表明不同細(xì)菌基因組中含有11個塞克肽類基因簇，基因簇大小從5.1 kb (Butyrivibrio hungatei XBD2006）到10.1 kb (Peptostreptococcus anaerobius C）不等.同年，Walsh等[23]基于人類微生物組計劃基因組數(shù)據(jù)對人類胃腸道中的細(xì)菌素基因簇進(jìn)行鑒定，在厚壁菌門、擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門（Actinobacteria）、梭桿菌門（Fusobacteria）和互養(yǎng)菌門（Synergistetes）的59個獨特成員中鑒定到74個細(xì)菌素基因簇（圖4），其中就包含了7個塞克肽基因簇.以上研究進(jìn)一步揭示了塞克肽類在不同微生物種屬間廣泛分布.
2015年，Azevedo等[22]對224株瘤胃細(xì)菌（ruminal bacteria）及5株瘤胃古菌（ruminal archaea）進(jìn)行了細(xì)菌素（bacteriocin，是某些細(xì)菌在代謝過程中通過核糖體合成機(jī)制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽）生物合成基因簇分布及多樣性的基因組探礦研究，通過初步的生物信息學(xué)分析，在這229株瘤胃微生物中，有51株瘤胃微生物基因組包含潛在塞克肽類基因簇68個.以基因組上鄰近前體肽20 kb區(qū)域內(nèi)包含ABC轉(zhuǎn)運子和SAM自由基蛋白（radical S-adenosylmethionine protein,r SAM）為選擇標(biāo)記，進(jìn)一步分析表明不同細(xì)菌基因組中含有11個塞克肽類基因簇，基因簇大小從5.1 kb (Butyrivibrio hungatei XBD2006）到10.1 kb (Peptostreptococcus anaerobius C）不等.同年，Walsh等[23]基于人類微生物組計劃基因組數(shù)據(jù)對人類胃腸道中的細(xì)菌素基因簇進(jìn)行鑒定，在厚壁菌門、擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門（Actinobacteria）、梭桿菌門（Fusobacteria）和互養(yǎng)菌門（Synergistetes）的59個獨特成員中鑒定到74個細(xì)菌素基因簇（圖4），其中就包含了7個塞克肽基因簇.以上研究進(jìn)一步揭示了塞克肽類在不同微生物種屬間廣泛分布.圖4 2015年Walsh等[23]鑒定到的74個Ri PP生物合成基因簇.不同類別出現(xiàn)頻率（a）及其產(chǎn)生菌所屬門類分布（b)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]羊毛硫肽類化合物（Lanthipeptide）生物合成新進(jìn)展[J]. 莫天錄,薛林貴,張琪. 微生物學(xué)報. 2016(03)
本文編號：3545435
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