アップストリームレドックス酵素のリサイクリングは,シュードアスピドスペルマアルカロイド生物合成におけるサイクロアディションの地域選択性を拡大する
Mohamed O Kamileen1,2, Matthew D DeMars1, Benke Hong1
1Department of Natural Product Biosynthesis, Max Planck Institute for Chemical Ecology, Hans-Knöll-Straße 8, Jena 07745, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|October 14, 2022
まとめ
植物では酸化還元酵素を用いてデヒドロースコーディンを改変し,サイクル添加反応を可能にします. この過程で希少な偽アスピドスペルマアルカロイドが生成され,天然の製品構造の多様性が拡大されます.
科学分野:
- 生物化学
- 自然製品化学
- 酵素学
背景:
- 自然界では,複雑な自然産物構造の合成にサイクル添加反応を用いる.
- デヒドロコジンはアルカロイド生物合成の重要な中間物質で,ビンブラスティンやイボガインのような化合物につながります.
- デヒドロースコジンの反応性を理解することは,多様なアルカロイド構造にアクセスするために不可欠です.
研究 の 目的:
- 代替サイクロアディション経路のためのデヒドロースコーディンの再酸化化学の適用を調査する.
- アップストリーム生物合成酵素を用いて希少な偽アスピドスペルマアルカロイドの生成を調査する.
- 疑似タバーソニン構造の仕組みを解明する
主な方法:
- デヒドロースコディンをリドゥクタゼとオキシダゼ酵素でインキュベーションする.
- ニコチア・ベンタミアナの酵素反応と再構成
- 酵素中間物質の構造的特徴とデウテリウムラベリングの研究.
主要な成果:
- デヒドロースコジンに対するレドックス化学は,変化した地域選択性を持つサイクル添加反応を可能にしました.
- 希少な偽アスピドスペルマアルカロイドである偽タベルソニンと偽ビンカディフォルミンが成功して合成された.
- 擬似タバーソニンの形成のための段階的なメカニズムが提案され,実験的証拠によって支持されました.
結論:
- 植物はレドックス酵素を使用して,一般的な前駆体から新しいアルカロイド基板をエナチオセレクティブに作成します.
- この研究は,酵素による酸化還元操作によって希少なアルカロイド構造にアクセスする方法を示しています.
- この発見は生物合成の経路や 合成生物学の応用の可能性について 洞察を深めます
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