Construcción de la 1,2-Oxazina Mediada por la Monooxigenasa Dependiente de Flavinas a través del Reordenamiento de...

Área de la Ciencia:

• Biosíntesis de productos naturales
• Enzimología
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• El reordenamiento de [1,2]-Meisenheimer es una herramienta sintética para crear anillos de 1,2-oxazina, común en productos naturales bioactivos.
• Aunque se propone en la biosíntesis de productos naturales, el reordenamiento de [1,2]-Meisenheimer carece de evidencia biosintética directa.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar el grupo de genes biosintéticos responsables de la producción de paeciloxazina (1) en Penicillium janthinellum.
• Para aclarar el mecanismo de la formación de 1,2-oxazina a través de la reorganización de [1,2]-Meisenheimer en la biosíntesis de productos naturales.

Principales métodos:

• Minería del genoma para identificar el grupo de genes biosintéticos de paciloxazina.
• Caracterización bioquímica de la monooxigenasa PaxA dependiente de la flavina en el laboratorio.
• Cinética enzimática, mutagenesis dirigida al sitio, acoplamiento molecular, simulaciones de dinámica molecular y cálculos DFT para determinar el mecanismo de reacción.

Principales resultados:

• Identificación del grupo de genes biosintéticos de la paciloxazina y caracterización de PaxA.
• Demostración de que PaxA cataliza la N-oxidación y el subsiguiente reordenamiento de [1,2]-Meisenheimer para formar la fracción de 1,2-oxazina.
• Elucidación del mecanismo que implica la formación y reorganización de N-óxido intermedio facilitado por un aminoácido con propiedades de transferencia de protones.

Conclusiones:

• PaxA es la primera enzima identificada para catalizar un reordenamiento biosintético [1,2]-Meisenheimer.
• Este trabajo proporciona la primera evidencia directa de la ocurrencia biosintética de la reorganización [1,2]-Meisenheimer.
• Los hallazgos ofrecen una nueva estrategia para descubrir productos naturales que contienen N-O tethers a través de la minería genómica.