缩酚酸肽（depsipeptide）是一类广泛的具有药理活性的天然产物，化学结构含有酰胺和酯键。与非核糖体肽（NRPs）一样，天然缩酚酸肽也是由非核糖体肽合成酶的多模块组装线合成。原则上，NRPs中酯的生物合成安装可以通过将负责特定氨基酸的模块或腺苷酸化结构域（A结构域）替换为来自另一途径的α-羟基酸特定对应物来实现。然而，交换亚单位或模块通常会破坏域间接触，降低产品产量或完全消除杂交NRPS的活性。通过靶向突变对A结构域进行重新编程是一种潜在的更简单、破坏性更小的策略，可以保留催化相关的构象变化，并保持与相邻结构域和模块正确通信所需的相互作用。不幸的是，天然A结构域如何区分α-氨基和α-羟基仍然未知，因此，挑战在于确定实现特异性转换所需的突变组合。
近期，ETH Zürich的Donald Hilvert课题组利用酵母细胞表面展示的高通量筛选方法，通过单轮组合突变筛选出非核糖体肽合成酶的A结构域的底物特异性从α-氨基酸转换到α-羟基酸。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
此外，重塑的结构域在生物合成途径中发挥作用，高效地产生了含α-羟基酸的线性肽和环状肽。通过工程化合成酶用氧取代主链胺的特定位点提供了以简单和可预测的方式探测和调节不同肽代谢物活性的手段。
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参考文献：Reprogramming Nonribosomal Peptide Synthetases for Site-Specific Insertion of α‑Hydroxy Acids
J. Am. Chem. Soc.
DOI: 10.1021/jacs.2c07013
原文作者：Anna Camus, Gisèle Truong, Peer R. E. Mittl, Greta Markert, and Donald Hilvert*
