探索和扩大细菌二烯的自然化学空间
Xiuting Wei1, Wenbo Ning1, Caitlin A McCadden1
1Department of Chemistry, University of Florida, Gainesville, FL, USA.
细菌拥有众多的合成酶,这些酶对于天然产品生物合成至关重要. 这项研究揭示了许多细菌烯合成酶是活跃的二烯合成酶,揭示了新型化合物并扩大了我们对类多样性的理解.
科学领域:
- 生物化学 生化学
- 自然产品化学 自然产品化学
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 类是自然产品中最大的类别,但在细菌中很少发现.
- 烯合成酶 (TPS) 是负责合成类的碳骨架的酶.
- 基因组挖掘表明,TPS基因在细菌基因组内分布广泛.
研究的目的:
- 研究细菌中烯合成酶的流行和活性,特别关注二烯合成.
- 从细菌来源发现和描述新型二烯及其相应的合成酶.
- 扩大已知的细菌天然产品的多样性,并了解类生物合成.
主要方法:
- 细菌基因组的生物信息分析以确定合成酶基因.
- 酶测试以确定合成酶的活性,特别是作为二合成酶.
- 通过NMR光谱学和质谱学等技术,通过特征化合成酶产生的二烯的隔离和结构阐明.
主要成果:
- 在分析的细菌特尔合成酶中,有37% (125分之334) 作为特尔合成酶起作用.
- 从31个烯合成酶中分离和表征28个二烯,包括3个新的二烯骨架.
- 在细菌中识别以前未报告的已知二烯,以及已知二烯的新异构体.
- 在myxobacteria和cyanobacteria中发现了I型二烯合成酶.
结论:
- 细菌的烯合成酶是新型烯的丰富来源,显著扩大了已知的细菌天然产品的化学多样性.
- 这项工作促进了对细菌中类生物合成和酶学的理解.
- 鉴定的酶和化合物作为探索在微生物群落中的生态作用的有价值的模型.
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