在涉及生物活跃的山东生物合成中参与的 antraquinone 前体裂变之间,区域选择性切换
Xiao Jing Lv1, Chun Zhi Ai2, Li Rong Zhang1
1State Key Laboratory Cultivation Base for TCM Quality and Efficacy, School of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine Nanjing 210023 China rxtan@nju.edu.cn.
研究人员确定了负责生产布朗诺桑的基因集群和酶,揭示了氨中间体是如何选择性地分裂形成复杂的桑结构的. 这一发现使得可控合成有价值的克桑成为可能.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 自然产品生物合成 自然产品生物合成
背景情况:
- 基于桑的多基基化物具有复杂的结构和强大的生物活性,但它们的生物合成知之甚少.
- 控制 antraquinone 中间体 (C4a-或C10a-选择性) 选择性裂变的机制仍然未知,限制了多种不同的 xanthone 框架的合成.
研究的目的:
- 为了阐明来自阿斯伯吉卢斯brunneoviolaceus FB-2的brunneoxanthones的生物合成途径.
- 为了确定控制 antraquinone中间体的选择性裂变的酶和机制.
- 建立一种方法来控制按需合成桑的裂解路径.
主要方法:
- 布伦诺桑生物合成基因集群的特征.
- 生物化学分析BruN (非典型非血红素铁二氧化酶) 和BruM (氧化还原酶) 的活性.
- 蛋白质工程,理论模拟和同位素标记 (18O追逐).
- 一个BruN变种的X射线晶体学.
主要成果:
- 鉴定了布鲁诺桑生物合成基因集群和关键酶BruN和BruM.
- 布鲁M将 antraquinone 减少为基,而布鲁N 催化了 C10a 选择性裂变.
- 建立了控制C10a-与C4a-选择性裂变的机械基础.
- 开发了一种协议,用于在分离路径之间按需切换.
结论:
- 这项研究揭示了brunneoxanthone生物合成中的关键酶化步骤和调节机制.
- 这些发现使得合成生物学方法能够生产有价值的克桑.
- 这项工作加深了对自然界中桑生物合成的理解,并为未来的药物发现提供了工具.
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