Baeyer-Villiger Monooxygenase-Catalyzed バクテリアアルカロイドコア構造の成熟における製品選択性

科学分野:

• 生化学と酵素学
• 自然製品の生物合成
• 有機化学

背景:

• バイエル・ヴィリガー単酸化酵素 (BVMOs) は,天然製品の核構造を改変する重要な酵素である.
• 細菌のBVMOsのBraCとPxaBはジヒドロインドリジノンの基質を処理し,オクサゼピン-ダイオンの中間物質を形成する.
• 共有された中間物質にもかかわらず,BraCはブラバンタミドを産生し,PxaBはピロリキセナミドを産生し,選択性因子は以前は知られていなかった.

研究 の 目的:

• BraCとPxaBの触媒反応における製品選択性を制御する要因を解明する.
• 自然産物の生物合成における共通の中間産物から異なる産物形成の経路を理解する.

主な方法:

• 主要経路の中間産物と予想される天然産物の総合合成
• リコンビナントBraCとPxaB酵素を用いたin vitro機能研究
• 反応機構と産物形成経路の分析

主要な成果:

• 共有されたオクサゼピン・ダイオンは,水解,脱炭素化,脱水によって非酵素的にピロリキセナミドに変換される.
• ブラバンタミドの生物合成は酵素によって制御され,BraCは基質をその同類製品に効率的に変換する.
• PxaBは,天然のブラバンタミド側鎖を模倣する基質アナログのみで,ブラバンタミド形成の有意な活性を示し,基質制御された選択性を示しています.

結論:

• このBVMOシステムにおける製品の選択性は,酵素の同一性と基板構造の両方で決定されます.
• BraCはブラバンタミド合成の専用酵素として作用し,PxaBの生成結果は基質認識によって調節される.
• この研究は,同類のBVMOsによる自然産物形成のメカニズムの基礎を明確にします.