Recentemente, Il gruppo di TANG Gongli dell'Istituto di chimica organica di Shanghai e dell'Università dell'Accademia cinese delle scienze ha riportato il percorso biosintetico della mechercharmycin A (MCM-A), un prodotto naturale marino appartenente ad una famiglia di ciclopeptidi poliazolici con notevoli bioattività e strutture uniche.

Lo studio è stato pubblicato su Biologia chimica cellulare il 1 settembre.

Attraverso l'analisi bioinformatica e l'analisi strutturale di MCM-A, i ricercatori presumevano che il composto fosse un prodotto naturale di peptidi sintetizzati ribosomialmente e modificati post-traduzionali (RiPP).

Hanno sequenziato il genoma del produttore di MCM, Thermoactinomyces sp. YM3-251, cercato i dati del genoma con la sequenza centrale prevista (FIVSSSCS), e identificato un cluster di gene biosintetico candidato BGC (mcm) contenente il possibile gene precursore mcmA e un gene deidratasi mcmL.

Poiché il ceppo originario di Thermoactinomyces sp. YM3-251 è difficile da manipolare geneticamente, i ricercatori hanno fatto esprimere in modo eterologo il presunto BGC (mcmA-mcmL) in Bacillus subtilis 168 per studiare la via biosintetica.

Dopo aver attivato il BGC aggiungendo un forte promotore pLaps, hanno rilevato il prodotto target MCM-A nei prodotti di fermentazione. Sulla base di questo sistema di espressione eterologo, due analoghi MCM-A (17 e 18) con attività antitumorale comparabile sono stati generati ingegnerizzando la via biosintetica.

A causa della degradazione dei peptidi precursori nell'ospite di espressione eterologo, ogni ceppo mutante knockout (inattivazione del gene mcmA-mcmL) non ha fornito ulteriori informazioni sugli intermedi o sulla modifica del peptide precursore. I ricercatori hanno effettuato una coproduzione combinatoria del peptide precursore con diversi enzimi modificanti in Escherichia coli, che ha portato all'individuazione di una diversa tempistica delle modifiche, mostrando che un tRNA ^colla -disidratazione altamente regioselettiva dipendente è il primo passo di modifica, seguita dalla formazione di poliazolo attraverso eterociclizzazione e deidrogenazione in direzione da N a C-terminale.