非核糖体肽是最主要的微生物次级代谢产物，是由一类称为非核糖体肽合成酶（NRPS）组装合成的结构和生物活性多样的多肽类化合物，比如抗生素青霉素、万古霉素、达托霉素和多粘菌素等。非核糖体肽在N末端或C末端通常有多种额外末端基团修饰，然而关于C末端基团的引入机制仍然不清晰。山东大学卞小莹教授团队通过生物信息学分析、体内基因敲除和体外酶学相结合的策略，阐释了伯克氏菌中非核糖体肽chitinimide的生物合成途径，并鉴定了非核糖体肽合成酶（NRPS）中的一类特殊硫酯酶（TE）结构域，用于C末端多种不同基团的引入。

Chitinimides是通过异源表达几丁质单胞菌中的隐性基因簇基因簇chm获得的，该基因簇与放线菌中的rimosamides/detoxins家族基因簇高度同源，含有保守的的核心非核糖体肽合成酶（NRPS）基因 （chmC）、NRPS/PKS（聚酮合酶）杂合基因（chmD）和tauD-like基因（chmJ）。此外，化合物chitinimides和rimosamides/detoxins都含有保守的X part，其中部分化合物的X part带有氧酰化修饰。该研究首次阐述了X part及其氧酰化修饰过程，保守的ChmD催化合成并释放成游离状态（9），ChmH和ChmJ共同负责吡咯环的羟基化（10），ChmI和ChmK催化进一步的氧乙酰化（11），从而阐述了chitinimide的生物合成途径。

非核糖体肽合成酶（NRPS）末端的硫酯酶（TE）结构域需要亲核试剂攻击硫酯化残基来完成产物释放。ChmC-TE不仅可以识别X part（9或11）的羟基作为亲核基团，也可以识别简单的甲醇或水分子发生分子间酯交换反应生成末端结构不同的chitinimide衍生物。通过体外和体内的点突变体证明了ChmC-TE盖子区域保守的Y1271和R1275与X part中保守的羧基结构存在相互作用，而且这两个活性位点组成的YNHNR基序仅存在于此类TE中用于 X part的识别和酯交换，而不存在于其他TE中，暗示这是一类特殊的硫酯酶（TE）结构域。此外，ChmC-TE口袋具有相对较宽的底物耐受性，可以很好地识别具有不同碳链长度的醇，在C末端引入不同基团，产生多种chitinimide类似物。

该研究解析了非核糖体肽C末端基团引入的新机制，该类特殊TE结构域的鉴定拓展了NRPS中TE结构域的类型，将能更精确地预测能够产生chitinimide/rimosamides/detoxins家族的非核糖体肽合成酶基因簇，而且有助于通过组合生物合成策略产生更多到末端修饰的非核糖体肽类化合物用于药物开发。