Conhecidos, mas na sua maioria novos produtos naturais (NPs) são muito procurados – são utilizados em drogas, cosméticos e agroquímicos e servem também como instrumentos de investigação para sondar sistemas biológicos. As estruturas NP inspiram os químicos a desenvolver novas sínteses, e as enzimas biossintéticas NP acrescentam à caixa de ferramentas do engenheiro metabólico. O advento da próxima geração de sequenciamento de ADN revelou um vasto e rico conjunto de agregados de genes biossintéticos NP (BGCs) entre os genomas bacterianos, a maioria dos quais sem o correspondente NP. Assim, abundam as oportunidades para a descoberta de uma nova química e enzimologia que tem o potencial de alargar os li do espaço químico e da reatividade enzimática.

Ainda assim, não podemos prever com fiabilidade a química dos BGC com organização ou codificação de funcionalidades desconhecidas, e, para as moléculas de arquitetura pouco ortodoxa, é difícil prever como estão organizados os seus BGC. É a valiosa e verdadeiramente nova química e bioquímica que reside nestas ligações inexploradas, que pretendemos revelar com esta proposta. Para o conseguir, trabalharemos com um grupo de organismos quimicamente talentosos – cianobactérias, e com uma classe estrutural específica – ácidos gordos (AC) – que são metabolizados de uma forma bastante peculiar por estes organismos, abrindo caminho à descoberta de NP e enzimas. Por um lado, iremos explorar o metabolismo único de FA das cianobactérias para desenvolver uma estratégia de alimentação que rapidamente revelará NPs incorporadores de FA sem precedentes. Por outro lado, iremos examinar a intrigante biossíntese de três classes únicas de metabolitos que isolámos recentemente e que incorporam e modificam as FA-moieties. Encontraremos os BGCs para estes compostos e dissecaremos a funcionalidade envolvida em tais modificações intrigantes para descobrir a importante química enzimática subjacente. Esta proposta é uma mistura de investigação orientada para a descoberta e a hipótese na interface química NP/biossíntese que se baseia na experiência do trabalho da PI sobre diferentes aspetos dos NP de cianobactérias.