結構生物化學/非核糖體肽合成
非核糖體肽合成是一種替代途徑，允許產生除了傳統翻譯機制之外的多肽。這些肽是由稱為合成酶的酶複合物產生的，並且生成的肽通常很短，只有 2-50 個殘基。 [1] 非核糖體肽合成產生幾種藥理學上重要的化合物，包括抗生素和免疫抑制劑。這種生物合成途徑存在於許多細菌和真菌中。非核糖體肽合成 (NRPS) 利用一個龐大的單體庫，包括所有氨基酸和幾種非天然氨基酸以及芳基酸底物，透過一系列肽的載入和縮合來產生小分子代謝產物。與傳統蛋白質相比，NRPS 產生的肽具有獨特的特徵。首先，它們可以包含標準和非標準氨基酸。 [1] 其次，氨基酸不僅透過氨基肽連線，還透過形成非線性肽骨架的非常規連線連線。非核糖體肽合成是細菌和真菌中生物活性代謝產物生物合成的關鍵機制。非核糖體肽合成酶基因通常代表多基因簇的一部分，編碼 NRPS 合成酶，進而生物合成肽產物。 [1] NRPS 合成酶通常由一個或多個模組組成，並且可以終止於一個硫酯酶結構域，該結構域將新合成的肽從酶中釋放出來。 [1] 與核糖體肽合成不同，它們不需要翻譯 mRNA 來開始合成。因此，存在著非常大的多樣性，併產生了極其多樣化的可能的產物。NRPS 尤其重要，因為透過此過程產生的許多次級代謝產物具有重要的醫學意義，產生了大量的抗生素、抗生素前體和免疫抑制劑藥物。NRPS 類似於多肽合成和脂肪酸合成，但 NRPS 多酶不與醯基載體蛋白中間體共價結合，而是僅利用肽醯基載體蛋白 (PCP)。PCP 在 α 螺旋上有一個保守的絲氨酸基團，被 4'-磷酸泛醯巰基乙胺假體基團取代，這使其能夠轉化為 *全* 型，並且因此允許假體基團末端的硫醇基團連線到其他肽。NRPS 從將活化的氨醯基-腺苷酸載入到 PCP 開始，然後進行腺苷酸化和縮合過程，直到硫酯酶結構域完成多肽鏈併合成完成。 [2]
- F：甲醯化（可選）
- A：腺苷酸化（模組中必需）
- PCP：硫酯化和肽載體蛋白，附著 4'-磷酸泛醯巰基乙胺（模組中必需）
- C：縮合形成醯胺鍵（模組中必需）
- Cy：環化成噻唑啉或噁唑啉（可選）
- Ox：噻唑啉或噁唑啉氧化成噻唑或惡唑（可選）
- Red：噻唑啉或噁唑啉還原成噻唑烷或惡唑烷（可選）
- E：外消旋化為 D-氨基酸（可選）
- NMT：N-甲基化（可選）
- TE：硫酯酶終止（NRPS 中只出現一次）
- R：還原為末端醛或醇（可選）
肽鏈合成後，可以進行鹵化、羥基化、醯化或糖基化修飾，這些修飾通常由與載體蛋白相關的相同操縱子或基因簇中編碼的酶進行。由於 NRPS 類似於 PKS 和 FAS，因此其他代謝產物合成方法的組分經常相互交叉連線並結合形成天然產物。--A08954805 (討論 • 貢獻) 2011 年 11 月 15 日 22:32 (UTC)