Abstract
The ability to synthesize nonribosomally small bioactive peptides that find application in modern medicine is widely spread among microorganisms. As broad as the spectrum of biological activities is the structural diversity of these peptides, which are mostly cyclic or branched cyclic compounds containing non-proteinogenic amino acids, small heterocyclic rings and other unusual modifications in the peptide backbone. They are synthesized by multimodular enzymes, the so-called nonribosomal peptide synthetases (NRPSs), from simple building blocks. Biochemical and genetic studies have unveiled the key principles of nonribosomal peptide syntheses, as well as the realization of many structural features of these peptides. This review focuses on recent results in NRPS research and highlights how this knowledge can be exploited for biotechnological purposes. In addition, possibilities and limitations for prediction of structural features of uncharacterized NRPSs and approaches for their engineering are discussed
چکیده
توانایی سنتز پپتیدهای فعال زیستی غیر ریبوزومی کوچک که در پزشکی مدرن کاربرد دارد، به طور گستردهای در میان میکروارگانیسم ها گسترش یافته است. این گستردگی فعالیتهای بیولوژیکی به علت تنوع ساختاری این پپتیدها است که عمدتا بصورت حلقوی یا ترکیبات حلقوی شاخه دار شامل اسیدهای آمینه های غیرپروتینی، حلقه های هتروسیکلیک کوچک و تغییرات غیرعادی دیگر در ساختار پپتید می باشد. آنها توسط آنزیم های پیمانهای چندتایی(multimodular) که سنتتازهای پپتیدی غیر ریبوزومی(nonribosomal peptide synthetases) (NRPSs) نامیده می شوند، از واحدهای ساختاری ساده سنتز می شوند. مطالعات بیوشیمی و ژنتیکی اصول کلیدی سنتتازهای پپتیدی غیر ریبوزومی و فهم ویژگیهای ساختاری این پپتیدها را مشخص کرده است. این مقاله بر روی نتایج اخیر تحقیقات NRPS و اینکه چگونه این دانش را می توان برای اهداف بیوتکنولوژی مورد استفاده قرار داد فوکوس می کند. علاوه بر این، امکانات و محدودیت های پیش بینی ویژگیهای ساختاری ناشناخته NRPSs و روش های مهندسی این ساختارها مورد بحث قرار گرفته است.
1-مقدمه
محصولات طبیعی، عوامل مهم درمان مدرن می باشند. این محصولات در معنای گسترده تر، مولکول ها و مخلوط های ساخته شده توسط موجودات زنده است و با توجه به عملکردشان می توانند به عنوان آنتی بیوتیک ها، ویتامین ها، مواد سمی و غیره، یا با توجه به ترکیب شیمیایی شان به عنوان پپتیدها، پلیساکاریدها و ایزوپرنوئیدها تقسیم شوند....