ポリエーテル生物合成におけるポリケチド鎖の延長とメチル群のエピメリゼーションのメカニズムとステレオ化学
Xinqiang Xie1, Ashish Garg1, Chaitan Khosla2
1Department of Chemistry, Brown University , Box H, Providence, Rhode Island 02912-9108, United States.
ポリエーテル抗生物質のバイオシンセシスにおけるレドックス無活性ケトレダクタゼ (KR0) ドメインはエピメラーゼとして作用する. これらのドメインは (2R) - 2 - メチル - 3 - ケトアシル - ACP の中間物質の変換を触媒化し,その機能に関する以前の仮定に異議を唱える.
科学分野:
- 生物化学
- 分子生物学
- 有機化学
背景:
- ナンチャンマイシンやサリノマイシンのようなポリエーテル抗生物質は,ポリケチド合成体 (PKS) と呼ばれる大きな酵素複合体によって合成されます.
- これらのPKSの中で,KR0と指定された特定のケトレデクタゼ (KR) ドメインは,酸化還元不活性であることが知られている.
- これらのKR0ドメインは,抗生物質のバイオシンセシス中のエピメリゼーション反応に作用すると仮定されている.
研究 の 目的:
- ナンチャンマイシンとサリノマイシンシンタゼからのリドックス無活性ケトリデクタゼ (KR0) ドメインの基板特異性とエピメラーゼ活性を調べる.
- 特定の中間物質の生成におけるKR0ドメインの提案されたエピメラーゼ機能の直接的な証拠を提供すること.
主な方法:
- 特定のPKSドメインの産物を分析するための結合ケトシンタゼ (KS) -ケトリデクタゼ (KR) 測定法の開発.
- デウテリウムで標識された基板による均衡同位体交換実験を用いた.
- 酵素測定では,ナンチャンマイシンとサリノマイシン合成から再結合レドックス無活性KR0ドメインを使用した.
主要な成果:
- 結合されたKS-KRアッセイは,Nan[KS1][AT1]ディドメインが (2R) - 2 - メチル - 3 - ケトペンタノイル-ACP中間物質を独占的に生成することを確認した.
- 同位体交換実験では,KR0ドメイン (NanKR10,NanKR50,SalKR70) が標識されたヒドロキシ-アシル-ACP前駆体からデウテリウムの洗浄を触媒化することを示した.
- この洗浄は,一時的に形成されたケトアシル-ACP酸化産物のKR0触媒によるエピメリゼーションに起因する.
結論:
- ポリエーテル合成からのレドックス無活性KR0ドメインは,単に構造的または無活性な成分ではなく,エピメラーゼとして機能する.
- これらのKR0ドメインは,天然の基質である (2R) -2-メチル-3-ケトアシル-ACP中間物質を特異的にエピメリゼートする.
- KR0ドメインのエピメラーゼ活動は,ケトリデクタゼ触媒によるエピメリゼーションに典型的に関与する保存されたTyr-Ser二酸化物とは独立している.
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