【Angew. Chem. Int. Ed.】P450酶催化环-L-Tyr-L-Tyr分子内C-C键的形成及其与核碱的偶联

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on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">P450酶超家族成员广泛存在于生物体内,在异源物质的代谢以及天然产物的生物合成中发挥着重要作用。由于多肽链的长度、结合口袋的形状和电子转移伴侣不同,它们可以催化多种转化。在环二肽合酶(CDPS)相关途径中,P450酶的催化活性包括羟基化,例如BcmD在双环霉素形成中的催化活性,CypXpulcherriminic acid生物合成中多步氧化的催化活性,naseazine C和四色霉素生产中的二聚化,CYP121在霉环素生物合成中形成分子内C-C键,以及鸟嘌呤和次黄嘌呤在鸟苷霉素、嘌呤环酰胺和愈创木胺生物合成中碱基的转移作用。


图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

P450GymB1GymB6通过氧化分子内C-C偶联和核碱(鸟嘌呤或次黄嘌呤)转移到1的不同位置来催化霉环素(3)的形成,分别形成愈创木酚酸A4)和B5)。因此,GymBs代表CDPS相关途径中的第一批P450成员,可以催化分子内和分子间的偶联反应
 

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

最近,Philipps-Universität MarburgShu-Ming Li课题组报道了六个用于霉环素和愈创木霉素生物合成的同源双基因簇。环二肽合酶基因gymA1gymA6在大肠杆菌中的表达导致主要产生环-L-Tyr-L-Tyr

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

白链霉菌生物合成途径的重建和生化研究证明,细胞色素P450GymB1GymB6既可作为分子内氧化酶,也可作为分子间碱基转移酶。它们不仅催化氧化C-C-L-Tyr-L-Tyr内的偶联生成霉环素,但也与鸟嘌呤和次黄嘌呤连接,因此负责形成含酪氨酸的瓜酪氨酸,而不是报道的色氨酸核碱加合物。此外,系统发育数据表明至少存在47GymB直系同源物,表明这是一类存在广泛分布的酶类。
 

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参考文献:Widely Distributed Bifunctional Bacterial Cytochrome P450 Enzymes Catalyzeboth Intramolecular C-C Bond Formation in cyclo-L-Tyr-L-Tyr and Its Coupling with Nucleobases

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202200377

原文作者:Jing Liu+, Lauritz Harken+, Yiling Yang, Xiulan Xie, and Shu-Ming Li*


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