萜类化合物是最大的一类天然产物,由约10万种已知化合物组成。尽管如此,所有萜类化合物仅来源于两种C5前体,亲电的二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)和亲核的异戊烯基二磷酸(IPP),它们可以通过戊烯基转移酶(PT)的作用融合产生更高的低聚戊烯基二磷酸盐。这些酶依次产生单萜前体香叶基二磷酸(GPP,C10)、倍半萜前体法尼二磷酸(FPP,C15),然后产生香叶基香叶基双磷酸(GGPP,C20)和香叶基法尼二磷酸盐(GFPP,C25)作为二萜和倍三萜的前体。三萜通常由角鲨烯产生,但最近证明,也可以通过具有PT和萜烯合成酶(TS)结构域的双功能真菌酶形成法尼基法尼基二磷酸(FFPP),然后转化为三萜。真菌倍半萜,一种相对较小的萜类亚类,也是由这种PT-TS产生的。目前,已有多种萜类化合物的生物合成酶进行了表征。
图片来源:Angew. Chem Int. Ed.最近,University of Bonn的Jeroen S. Dickschat课题组克隆并表达了一个在Kitasatospora viridis中编码合酶的基因。该合酶重组表达后具有倍三萜合酶活性,将GFPP转化为一种新型倍三萜Sesterviridine A的产率为19%。通过大规模的酶促转化分离出两种副产物,这些副产物产率约为0.1%。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.通过化学转化获得了Sesterviridine A的几种衍生物,用于Sesterviridine A的NMR结构解析。同时,通过使用立体选择性氘化前体的化学关联和异常色散X射线晶体学确定了Sesterviridine A的绝对构型。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.此外,通过同位素标记实验和DFT计算,研究了从GFPP到Sesterviridine A的环化机制。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.原文标题:Mechanistic Characterisation of the Bacterial Sesterviridene Synthase from Kitasatospora viridisAngew. Chem. Int. Ed 2023, e202306429原文作者:Houchao Xu, Gregor Schnakenburg, Bernd Goldfuss, and Jeroen S. Dickschat*
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