Weit verbreitete bifunktionelle, bakterielle Cytochrom P450 Enzyme katalysieren sowohl eine intramolekulare C−C‐Bindung incyclo‐l‐Tyr‐l‐Tyr als auch dessen Verknüpfung mit Nukleinbasen

Abstract

Modifizierende Enzyme spielen eine wichtige Rolle in der Biosynthese von Naturstoffen. Wir berichten hier über sechs orthologe Gencluster mit jeweils zwei Genen für die Biosynthese von Mycocyclosin und Guatyromycinen. Die Expression der Cyclodipeptidsynthasegene gymA1–gymA6 in Escherichia coli führte zur Produktion von cyclo‐l‐Tyr‐l‐Tyr als Hauptprodukt. Durch Rekonstruktion des Biosynthesewegs in Streptomyces albus in Kombination mit biochemischen Untersuchungen konnte bewiesen werden, dass die Cytochrom P450 Enzyme sowohl als intramolekulare Oxidasen, wie auch als Nukleinbasen‐Transferasen agieren. Sie katalysieren nicht nur die oxidative C−C Verknüpfung innerhalb von cyclo‐l‐Tyr‐l‐Tyr, woraus Mycocyclosin resultiert, sondern auch dessen Verbindung mit Guanin und Hypoxanthin. Somit sind sie verantwortlich für die Entstehung der tyrosinhaltigen Guatyromycine, anstatt der bisher bekannten tryptophanhaltigen Nukleinbasen‐Addukte. Phylogenetische Daten lassen vermuten, dass es mindestens 47 solcher orthologen GymBs gibt. Dies spricht für eine weitverbreitete Enzymklasse.