아미노말로닉산(Aminomalonic acid, Ama)은 다양한 천연물과 여러 생물의 단백질 가수분해물에서 발견되지만, 그 생합성 기원에 대한 이해는 여전히 크게 제한되어 있다. 새로운 효소 화학의 풍부한 원천인 리보좀에 의해 합성되고 번역 후 변형을 거치는 펩타이드(RiPPs)에 대한 생합성 유전자 클러스터를 활용함으로써, 우리는 Ama 생합성을 위한 새롭고 2효소로 이루어진 경로를 확인하였다. Fe(II)/2-옥소글루타르산(2-oxoglutarate) 의존성 산소화효소(Fe(II)/2OG)인 SmaO와, 비전형적인 Fe(II) 의존성 히스티딘-아스파트(HD) 도메인 효소인 SmaX가 매개하는 이 생합성 경로는 아스파트(Asp)를 β-하이드록시아스파트산(Hya) 중간체로 전환시키고, 궁극적으로 Ama로 전환시킨다. 이러한 연속 효소 반응—산 기능기(산성 작용기)와 인접한 탄소의 수산화와 이어지는 α-하이드록시 산에서의 4전자 산화적 결합 절단—은 다른 알려진 HD 도메인 산소화효소인 PhnZ 및 TmpB와 관련된 반응과 유사하다. 그러나 SmaX는 PhnZ와 TmpB에서의 혼합가(混合價) 디철(cofactor)에서의 C-P 결합 절단과 달리, 단일 Fe 보조인자를 사용하여 α-하이드록시카복실레이트에서 C-C 결합 절단을 수행하는 등 독특한 특성도 보인다. 생물정보학적 분석 결과, 이 2효소 연쇄 반응은 RiPPs 및 비리보좀 유래 펩타이드(NRPs)를 포함하여 펩타이드 천연물의 다양한 생합성 경로에 존재할 수 있음을 시사한다. 종합하면, 본 연구는 새로운 Ama 생합성 경로의 존재를 보여주며, 펩타이드 천연물 생합성에서의 광범위한 분포 가능성을 제안한다.

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