【J. Am. Chem. Soc.】Skyrin和Rugulosin A的交织生物合成是笼状双蒽醌形成的基础

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SkyrinRugulosin A是在许多真菌中发现的具有生物活性的双蒽醌类化合物,前者被认为是hypericin(一种具有多种生物活性的植物化学物质)的前体,而后者则具有独特的笼状结构。尽管SkyrinRugulosin A已经被报道了60多年,其生物合成途径仍然知之甚少。

图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

近期,南京中医药大学谭仁祥课题组报道了来源于Talaromyces sp.YE3016的大小为33kb的基因簇rug,该基因簇可同时控制skyrinrugulosin A的生物合成。在该研究中,利用基因组测序、基因失活、异源表达和生物转化实验相结合,对其中的基因功能、生物合成前体和参与其分子结构构建的酶进行了分析和解析。

图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

该研究表明,在rug基因簇中,RugG是一种细胞色素P450单加氧酶,可用于二聚多酚的(化学)酶合成。而skyrin被证明是由RugG催化的大黄素自由基5,5’-二聚形成的。

图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

此外,醛酮还原酶RugH被证明能够在大黄素自由基偶联后立即捕获最近的skyrin前体(CSP),催化CSP的酮还原以使其互变异构失活为skyrin,从而允许自发的分子内Michael加成将酮还原形式的CSP环化为笼状结构双蒽醌rugulosin A

图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

总的来说,这项工作更新了我们对双蒽醌生物合成的理解,并为合成生物学研究skyrinrugulosin A及其类似物铺平了道路。

 

参考文献:Intertwined Biosynthesis of Skyrin and Rugulosin A Underlies the Formation of Cage-Structured Bisanthraquinones

J. Am. Chem. Soc.

DOI:10.1021/jacs.1c05421

原文作者:Yun Bin Han,§ Wei Bai,§ ChunXia Ding, Jie Liang, Shao-Hua Wu, and Ren Xiang Tan*


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