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酰基载体蛋白（ACP）结构域充当模块化聚酮合酶（PKS）系统内的相互作用中枢，采用特定的蛋白质 - 蛋白质相互作用将酰基底物呈递给一系列酶活性位点。来自产生毒素mycolactone的多模块PKS的许多结构域显示出异常高度的序列相似性，这意味着由于功能原因而改变的少数位点可能这样做。当基于先前研究的结构域边界用于从该系统制备两个分离的ACP区段以研究它们的相互作用性质时，一个片段采用预期的三级结构，但另一个片段未能折叠，尽管共享49％的序列同一性。二级结构预测揭示了先前未检测到的螺旋区域（H0），其在两种情况下都在规范螺旋束ACP拓扑之前。本文报道了两个N末端延伸的mycolactone mACP构建体mH0ACPa和mH0ACPb的NMR溶液结构，两者都具有另外的α-螺旋，其行为类似于结构域的刚性组分。这些物质与磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶和酮还原酶结构域的相互作用不受H0存在的影响，但是缺少H0区域的较短构建体显示出比mH0ACPb明显更不耐热。生物信息学分析表明扩展的H0-ACP基序存在于98％的I型中 两者都具有额外的α-螺旋，其行为类似于结构域的刚性组分。这些物质与磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶和酮还原酶结构域的相互作用不受H0存在的影响，但是缺少H0区域的较短构建体显示出比mH0ACPb明显更不耐热。生物信息学分析表明扩展的H0-ACP基序存在于98％的I型中 两者都具有额外的α-螺旋，其行为类似于结构域的刚性组分。这些物质与磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶和酮还原酶结构域的相互作用不受H0存在的影响，但是缺少H0区域的较短构建体显示出比mH0ACPb明显更不耐热。生物信息学分析表明扩展的H0-ACP基序存在于98％的I型中顺式 -酰基转移酶PKS链延伸模块。因此，将H0-ACP基序与前一结构域连接的多肽接头必须比先前认为的短约12个残基，对PKS模块内和之间的ACP介导的底物递送施加严格限制。

聚酮化合物天然产物家族的结构多样性和生物活性非常显着，含有大环内酯类，多烯类和聚醚类抗生素等临床重要分子。聚酮化合物由简单的羧酸衍生组分构建，通常由使用模块化I型聚酮合酶（PKS）的丝状细菌构成，巨大的蛋白质复合物容纳共价连接的催化结构域的多个模块。在这些系统中，酰基载体蛋白（ACP）结构域充当关键的交互中心，在将货物交给下一个模块之前在一个模块中的活动位点之间穿梭基板链。此角色由ACP的翻译后修饰在一个保守的丝氨酸位点与来自辅酶A（CoA）的衍生的4'-磷酸泛酰（Ppant）的辅基促进。在顺式 -酰基转移酶（AT）链延伸模块，AT结构域募集结构单元（通常为甲基丙二酰基-CoA）并通过硫酯键将其α-羧酰基部分加载到ACP结构域的Ppant臂上。ACP将该增量剂单元递送至酮合成酶（KS）结构域以进行脱羧缩合反应，将其附加至由前一模块提供的酰基链。接下来，如果存在剪裁结构域，ACP可以访问酮还原酶（KR），脱水酶（DH）或烯酰还原酶（ER）活性位点以将底物的β-酮基团还原为醇，消除β-羟基形成α-β双键，或分别产生完全还原的β-亚甲基。最后，ACP域将其基板传递到下一个模块的KS域或释放它，例如，通过与C-末端硫酯酶（TE）结构域的相互作用。模块化I型PKS的多域架构非常类似于迭代I型PKS和脂肪酸合成酶（FAS）复合物，以及反式 -AT PKS系统的那些，它们缺少集成的AT结构域，但由独立的AT提供服务，为每个模块提供扩展单元。由离散区域组成的II型聚酮化合物和脂肪酸合成酶系统与远距离相关，但催化相同的反应循环。

模块组织的mycolactone PKS系统的三个亚基（MLSA1，MLSA2和MLSB）。mycolactone的结构被颜色编码以匹配负责合成每个片段的亚基。mH0ACPa和mH0ACPb分别为黄色和橙色。A1-和B1-型KR结构域分别是白色和品红色。预测为非活动的DH域用对角黑线标记。结构域缩写：KS，ketosynthase; AT，酰基转移酶; KR，酮还原酶; DH，脱水酶; ER，烯酰还原酶; CP，酰基载体蛋白; TE，硫酯酶。

在溃疡分枝杆菌中，毒素mycolactone由模块化的I型顺式 AT PKS产生，其包含分布在三条多肽链MLSA1，MLSA2和MLSB上的16个扩链模块。该系统采用两种具有特征氨基酸序列特征的KR结构域，称为A1-和B1-型，其使用NADPH辅因子分别产生具有3S和  3R立体化学的底物β-羟基  ，但是留下2  α-甲基取代基的R取向不变。我们最近的等温滴定量热法（ITC）实验表明，任何类型的KR结构域和来自相同模块的酰基-ACP物质之间的相互作用是多价的，来自ACP结构域，假体组和硫酯连接的底物的表面的贡献。我们还使用核磁共振（NMR）光谱显示，当装载短的极性基质模拟物时，Ppant臂在其附着点周围自由摆动，而更长，更饱和的链可以粘附到ACP域的表面而不会显着改变其结构。

后一项研究集中于mACP9，一种从MLSA2切除的多肽片段，其含有B1型KR结构域，并作为构建mycolactone环的PKS系统的第九个扩链模块; mACP9的氨基酸序列与此处研究的mACPb的氨基酸序列相同。选择mACP9构建体的边界以匹配针对ery ACP2 观察到的结构化核心，来自PKS的第二链延伸模块的片段负责制造6-脱氧红霉内酯B（6DEB），大环内酯类抗生素红霉素的糖苷配基核心。在这里，我们报告来自含有A1型KR的mycolactone PKS模块的ACP结构域的结构研究，证明正确折叠需要螺旋N-末端延伸（称为H0）。此外，通过包含N末端H0区域，显示了我们的mACPb构建体中的经典ACP基序的热稳定性。序列分析表明扩展的H0-ACP单元是I型顺式 -AT PKS系统的共同特征。

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最后编辑时间为: 2020-05-25 03:52 Monday