Polyketidit

Polyketidit ovat laaja ja rakenteellisesti monimuotoinen ryhmä luonnontuotteita, joita tuottavat bakteerit, sienet ja kasvit. Niille on tyypillistä lineaarinen tai rengasmainen hiilirunko, joka muodostuu toistuvistä asetaatti- tai malonaattiyksiköistä ja sisältää usein beta-ketoryhmän sekä laajan joukon empiirisesti muunneltuja funktionaalisia ryhmiä.

Biosynteesi tapahtuu polyketidisyntaasien (PKS) välityksellä. PKS-entsyymit jaetaan tyyppeihin: tyyppi I on modulaarinen suurkompleksi, tyyppi II muodostaa iteratiivisia kompleksisia järjestelmiä ja tyyppi III on itsenäinen ensyymi, joka katalysoi toistuvia kondensaatioreaktioita. Synteesiä seuraavat usein sekundaariset muokkaukset, kuten oksidaatio, metylointi ja glykosylaatio, jotka tuottavat kemiallista diversiteettiä.

Polyketidit ovat merkittäviä lääkekehityksessä ja taloudessa: niihin kuuluvat monet antibiootit (esim. erytromysiini, rifamysiini), sytostaatit (esim. doksorubisiini) ja immunosuppressantit (esim. rapamysiini). Ne toimivat myös ekologiassa signaali- ja puolustusmolekyyleinä mikro-organismeissa ja kasveissa.

Tutkimuksessa painottuvat PKS-geenien toiminnan ymmärtäminen ja biosynteesireittien muokkaus uusien yhdisteiden tuottamiseksi. Sekvensointi- ja synteettisen bioteknologian menetelmät mahdollistavat polyketidien rakenteellisen ja biosynteettisen muokkauksen lääkeaineiden ja teollisten yhdisteiden kehittämiseksi.