通过基因组挖掘发现的 Calcarisporium arbuscula 的 α-Pyrone 衍生物
Jia-Yu Dong1,2, Man-Cheng Tang3, Ling Liu1,2
1State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, People's Republic of China.
Journal of natural products
|November 4, 2023
概括
在 Calcarisporium arbuscula 的基因组挖掘中,发现了一种高降解多基酸合成酶 (HRPKS) 基因集群. 异质表达产生了四种新的α-pyrone化合物,calcapyrones A-D,具有阐明的结构和途径.
科学领域:
- 自然产品化学 自然产品化学
- 分子生物学分子生物学
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 聚基化合成酶 (PKS) 对于产生各种二次代谢产物至关重要.
- 高降解PKS (HRPKS) 的理解较少,但能够产生复杂的结构.
- 基因组挖掘提供了一种强大的方法来发现新的生物合成基因集群.
研究的目的:
- 来自 Calcarisporium arbuscula 的一个新的 HRPKS 基因集群的识别和特征.
- 通过异构表达来研究已识别的HRPKS集群的生物合成潜力.
- 阐明新产生的化合物的结构和生物合成途径.
主要方法:
- 基因组挖掘和生物信息学分析以确定HRPKS基因集群.
- 基因集群在合适的宿主生物体中的异质表达.
- 广泛的光谱分析 (NMR,MS) 用于结构阐明.
- 奇拉分析 (Snatzke的方法) 用于绝对配置的确定.
- 生物化学测定 (*in vivo* 和 *in vitro*) 确定生物合成途径.
主要成果:
- 从*C. arbuscula*中识别并成功表达HRPKS基因集群的异质表达.
- 生产和分离四种新的α-pyrone化合物:calcapyrones A (1), B (2), C (3) 和 D (4).
- 新化合物的完整结构阐明,包括calcapyrones A和B的绝对配置.
- 生物合成途径的解导致calcapyrones A和B.
结论:
- 来自*C. arbuscula*的HRPKS基因编码了新型α-pyrone化合物的生物合成.
- 异质表达是一种有效的策略,用于获取和表征来自无法培养的微生物的天然产品.
- 这项研究扩大了已知的多基化物天然产品的化学多样性,并提供了对HRPKS生物合成机制的见解.
