Ein nichtribosomales Peptid (NRP, ) ist ein Peptid, das nicht an Ribosomen synthetisiert wurde, sondern als Sekundärmetabolit durch bestimmte Enzyme, die nichtribosomalen Peptidsynthetasen (NRPS).
Im Gegensatz zu einem nichtribosomalen Peptid werden die meisten Peptide und Proteine in einer Zelle ribosomal per Proteinbiosynthese erzeugt, aus proteinogenen Aminosäuren nach Vorgabe genetischer Information. Auf diesem Weg entstehen auch die enzymatisch wirksamen Proteine, deren Komplexe als nichtribosomale Peptidsynthetasen bezeichnet werden. Solche NRPS kommen in verschiedenen Arten von Archaeen, Bakterien, Pilzen und beispielsweise auch bei Nacktkiemern vor. Diese Peptidsynthetasen ermöglichen Organismen den Aufbau von Peptiden außerhalb genetisch codierter Sequenzen, so auch aus nichtproteinogenen Aminosäuren, mit hoher struktureller Diversität und für mannigfaltige biologische Aktivitäten – als nichtribosomale Peptidsynthese.
Eigenschaften Nichtribosomale Peptide sind Oligopeptide oder kleinere Polypeptide, die unabhängig von einer RNA-Vorlage durch nichtribosomale Peptidsynthetasen erzeugt werden. Die bisher bekannten bestehen aus bis zu 50 Aminosäuren.siehe Eintrag Polytheonamide B in der Datenbank NORINE. Die Biosynthese erfolgt meist schrittweise durch modulare Multienzymkomplexe und ist dabei für das jeweilige Peptid insofern spezifisch, als eine Synthetase nur bestimmte Syntheseschritte katalysieren kann. Bei der nichtribosomalen Peptidsynthese werden oft untypische Aminosäuren als Bausteine verwendet, z. B. D-Aminosäuren, β-Aminosäuren oder modifizierte Aminosäuren, teilweise werden auch Fettsäuren verwendet. Die Primärstruktur kann linear sein, doch sind Verzweigungen, Verbrückungen und Zyklisierungen nicht selten, auch heterozyklische und polyzyklische Peptide kommen vor.M. A. Marahiel: Working outside the protein-synthesis rules: insights into non-ribosomal peptide synthesis. In: Journal of peptide science : an official publication of the European Peptide Society. Band 15, Nummer 12, Dezember 2009, S. 799–807, . . PMID 19827002. NRP besitzen unterschiedliche Funktionen, z. B. als Antibiotikum, Pigmente (Indigoidin), Siderophore (Enterobactin, Myxochelin A, PyoverdineM. J. Calcott, J. G. Owen, I. L. Lamont, D. F. Ackerley: Biosynthesis of novel pyoverdines by domain substitution in a non-ribosomal peptide synthetase of Pseudomonas aeruginosa. In: Applied and environmental microbiology. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] Juli 2014, . . PMID 25015884.) oder Toxine (Microcystin, Nodularin, Cyanotoxin, HC-toxin, AM-toxin, VictorinJ. D. Walton: Host-selective toxins: agents of compatibility. In: The Plant cell. Band 8, Nummer 10, Oktober 1996, S. 1723–1733, . . PMID 8914323. .). Einige NRP sind Virulenzfaktoren.M. J. Calcott, J. G. Owen, I. L. Lamont, D. F. Ackerley: Biosynthesis of novel pyoverdines by domain substitution in a non-ribosomal peptide synthetase of Pseudomonas aeruginosa. In: Applied and environmental microbiology. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] Juli 2014, . . PMID 25015884.
NRP sind in der frei zugänglichen Datenbank NORINE verzeichnet.
Anwendungen Einige Antibiotika und deren Vorläufermoleküle (Actinomycin, Bacitracin, Daptomycin, Vancomycin, Tyrothricin und Tyrocidin, Gramicidin, Zwittermicin A, ACV-Tripeptid, Teixobactin), Zytostatika (Epothilone, Bleomycin) und Immunsuppressiva (Cyclosporin A) sind nichtribosomale Peptide. Durch ein Proteindesign können nichtribosomale Peptidsynthetasen gezielt verändert werden.G. H. Hur, C. R. Vickery, M. D. Burkart: Explorations of catalytic domains in non-ribosomal peptide synthetase enzymology. In: Natural Product Reports. Band 29, Nummer 10, Oktober 2012, S. 1074–1098, . . PMID 22802156.
Literatur
Einzelnachweise
Kategorie:Peptid