稀有肽骨架抗生素kineomicins的发现：揭示放线菌Actinokineospora auranticolor DSM 44650的新型糖肽抗生素生物合成机制

为解决多重耐药革兰氏阳性菌感染问题，研究人员通过基因组挖掘技术，在Pseudonocardiales目放线菌中发现新型糖肽抗生素(GPAs)生物合成基因簇(BGC)，成功从Actinokineospora auranticolor DSM 44650中分离出具有独特肽骨架结构的kineomicins复合物，其主成分KmcB经NMR解析显示为I/II型过渡结构，产量高达1.3 g L-1，为天然GPA超产菌株的开发和异源表达提供新平台。

　　

抗生素研发的困境与突破
在抗生素耐药性危机日益严峻的背景下，糖肽抗生素(GPAs)作为对抗多重耐药(MDR)革兰氏阳性菌的最后防线，其结构创新迫在眉睫。尽管已有vancomycin和teicoplanin等临床药物，但1999年建立的GPA分类体系（I-V型）已无法涵盖新发现的结构多样性，且传统生产菌株产量普遍低于250 mg L^-1。这些瓶颈促使科学家转向未被充分开发的放线菌资源，寻找具有新型肽骨架和高效生产潜力的GPA。

从基因组挖掘到结构解析
来自德国柏林工业大学、意大利因苏布里亚大学等机构的研究团队，通过多学科协作在《Communications Chemistry》发表重要成果。研究采用基因组挖掘技术筛查600个Pseudonocardiales基因组，锁定Actinokineospora auranticolor DSM 44650中独特的BGC——其非核糖体肽合成酶(NRPS)模块3腺苷化结构域(A-domain)具有前所未见的底物特异性代码DAFMWGIVIK，预示可能产生突破现有分类的新型GPA。

关键技术包括：① MultiGeneBlast和antiSMASH 7.0进行BGC预测；② 3-L生物反应器高密度发酵；③ D-Ala-D-Ala亲和色谱纯化；④ 高分辨质谱(LC-MS/MS)和700 MHz核磁共振(NMR)解析结构；⑤ 半定量RT-PCR分析基因簇转录。

创新发现与机制阐释

1. 独特抗生素结构的发现
   通过HPLC-ESI-HRMS从发酵液中鉴定出17种kineomicins同系物，主成分KmcB([M+H]⁺ m/z 1712.5990)的NMR结构解析揭示其七肽骨架含Hpg¹-Bht²-Ile³-Hpg⁴-Hpg⁵-Bht⁶-Dpg⁷，形成A-B/C-D/D-E交叉连接模式。这种芳香族AA1与脂肪族AA3的组合，首次呈现I型与II型GPA的过渡特征，被定义为IIa亚型。

2. 卓越的生产性能
   在R5培养基中，野生型菌株产量达1.32 g L^-1，远超常规GPA生产者（如balhimycin仅100-250 mg L^-1）。基因组分析发现其拥有超常规的3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸(DAHP)合成酶基因库，包括PRK08763和PRK09261两个进化支系，可能通过增强酪氨酸供应推动高产。

3. 生物合成基因簇特征
   41个ORF组成的knm基因簇包含：① 双重自抗性系统（vanHAX与vanRS共存）；② 特异性StrR-like调控因子knm7R；③ 底物宽泛的糖基转移酶GT1-GTFs（Knm18可同时识别D-鼠李糖和L-利托胺糖）。值得注意的是，M3 A-domain系统发育显示其与II型GPA的苯丙氨酸特异性结构域同源，暗示进化过程中发生了底物特异性转换。

临床价值与产业意义
抗菌试验显示kineomicins对MRSA（MIC 2 μg mL^-1）和VanB型肠球菌具有活性，且MBC值优于vancomycin。该研究不仅拓展了GPA结构多样性认知，其建立的"基因组-转录组-代谢组"整合分析框架，为开发其他稀有抗生素提供了范式。更重要的是，A. auranticolor DSM 44650作为天然超产菌株，克服了传统基因工程改造宿主（如Amycolatopsis）的专利壁垒，为下一代GPA的工业化生产开辟了新路径。

未来展望
研究者指出，需进一步解析KmcA（含Val³）等次要成分的结构活性关系，并通过M3 A-domain的理性设计探索更多肽骨架变体。该成果标志着GPA研究从"结构模仿"进入"理性创造"新阶段，为应对日益严峻的抗生素耐药性挑战提供了创新解决方案。