Eine amphipathische alpha‐Helix lenkt die Modifizierung ribosomal‐synthetisierter Lipolanthine

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Die stark anti‐Gram‐positiven Lipolanthine repräsentieren eine neue Gruppe von lipidierten, ribosomal synthetisierten und post‐translational modifizierten Peptiden (RiPPS). Sie sind bicyclische Octapeptide mit einem zentralen quaternären Kohlenstoffatom in der Aminosäure Avionin, die durch die Klasse‐III Lanthipeptidsynthetase MicKC und die Cystein‐Decarboxylase MicD synthetisiert werden. Genome‐Mining eröffnete eine weit gefächerte und unerwartete biosynthetische Diversität an Lipolanthin‐Genclustern, die Elemente der RiPP‐, Polyketid‐ und der nicht‐ribosomalen Peptidbiosynthese kombiniert. Durch NMR‐Spektroskopie konnten wir zeigen, dass ein (θxx)θxxθxxθ (θ=L, I, V, M oder T)‐Motiv, das konserviert im Leader‐Peptid der Klasse‐III und ‐IV Lanthipeptide vorliegt, eine amphipatische α‐Helix in MicA bildet. Dies hat einen Einfluss auf die enzymatische Prozessierung des Peptidsubstrats. Unsere Ergebnisse liefern allgemeine Regeln für die Substratauswahl und die enzymatische Regulation während der Lipolanthin‐Reifung. Diese Erkenntnisse werden zukünftige Untersuchungen hinsichtlich der Konstruktion neuer Lanthipeptid‐Grundgerüste mit antibakteriellem Potential erleichtern.
Winden und modifizieren! Untersuchungen der Lipolanthin‐Biosynthese ergaben, dass das Leader‐Peptid von Microvionin eine amphipatische α‐Helixstruktur mit einem hochkonservierten hydrophoben (θxx)θxxθxxθ‐Motiv einnimmt, das essenziell für die enzymatische Modifikation und den anschließenden proteolytischen Abbau ist. Eine effiziente Prozessierung ist zudem von einer wechselseitigen Regulation des entsprechenden Modifizierungsenzyms abhängig.