解析链丝菌素中D-古洛糖胺的生物合成机制

链丝菌素（STNs）具有良好的抗菌活性。产品名为中生菌素的链丝菌素类农药广泛应用于水稻白叶枯病和白菜腐心病等农业病害的防治。但链丝菌素产物组分复杂，不同组分之间活性差异较大，对中生菌素产品质量的提升有很大的限制。中国科学院微生物研究所陈义华课题组希望理解链丝菌素的生物合成和调控机制，然后通过改造代谢途径，简化产物谱，提升链丝菌素的产量和产率。在现有的研究中，研究人员针对链丝菌素中的D-古洛糖胺单元，利用分子遗传学、天然产物化学及生物化学的手段，解析了D-古洛糖胺单元的生物合成途径，揭示了四个相关基因的功能，并在此过程中鉴定了两个活性新颖的酶。相关成果近日在线发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》上。

研究揭示链丝菌素中D-古洛糖胺单元的合成过程如下图所示：首先由糖基转移酶StnG催化UDP-N-乙酰化-D-葡萄糖连接到链里啶内酰胺的亚胺上，随后由StnJ催化异构化反应、StnQ催化甲酰胺化反应，最后由脱乙酰化酶StnI脱去乙酰基得到Streptothrisamine。其中，StnG是自然界中首例催化胍基上亚胺糖基化的酶。另外一个活性新颖的蛋白是StnI是第一个催化古洛糖胺单元脱乙酰化反应的LmbE家族蛋白。