• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

隐秘和立体选择性羟化、氧化和还原在 Platensimycin 和 Platencin 生物合成中的作用。

Cryptic and Stereospecific Hydroxylation, Oxidation, and Reduction in Platensimycin and Platencin Biosynthesis.

出版信息

J Am Chem Soc. 2019 Mar 6;141(9):4043-4050. doi: 10.1021/jacs.8b13452. Epub 2019 Feb 19.

DOI:10.1021/jacs.8b13452
PMID:30735041
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6545883/
Abstract

Platensimycin (PTM) and platencin (PTN) are highly functionalized bacterial diterpenoids of ent-kauranol and ent-atiserene biosynthetic origin. C7 oxidation in the B-ring plays a key biosynthetic role in generating structural complexity known for ent-kaurane and ent-atisane derived diterpenoids. While all three oxidation patterns, α-hydroxyl, β-hydroxyl, and ketone, at C7 are seen in both the ent-kaurane and ent-atisane derived diterpenoids, their biosynthetic origins remain largely unknown. We previously established that PTM and PTN are produced by a single biosynthetic machinery, featuring cryptic C7 oxidations at the B-rings that transform the ent-kauranol and ent-atiserene derived precursors into the characteristic PTM and PTN scaffolds. Here, we report a three-enzyme cascade affording C7 α-hydroxylation in PTM and PTN biosynthesis. Combining in vitro and in vivo studies, we show that PtmO3 and PtmO6 are two functionally redundant α-ketoglutarate-dependent dioxygenases that generate a cryptic C7 β-hydroxyl on each of the ent-kauranol and ent-atiserene scaffolds, and PtmO8 and PtmO1, a pair of NAD/NADPH-dependent dehydrogenases, subsequently work in concert to invert the C7 β-hydroxyl to α-hydroxyl via a C7 ketone intermediate. PtmO3 and PtmO6 represent the first dedicated C7 β-hydroxylases characterized to date and, together with PtmO8 and PtmO1, provide an account for the biosynthetic origins of all three C7 oxidation patterns that may shed light on other B-ring modifications in bacterial, plant, and fungal diterpenoid biosynthesis. Given their unprecedented activities in C7 oxidations, PtmO3, PtmO6, PtmO8, and PtmO1 enrich the growing toolbox of novel enzymes that could be exploited as biocatalysts to rapidly access complex diterpenoid natural products.

摘要

盘菌素 (PTM) 和盘烯素 (PTN) 是高度功能化的细菌二萜,具有 ent-贝壳杉烷和 ent-阿替色烯生物合成来源。B 环中的 C7 氧化在生成已知的 ent-贝壳杉烷和 ent-阿替色烯衍生二萜的结构复杂性方面发挥着关键的生物合成作用。虽然在 ent-贝壳杉烷和 ent-阿替色烯衍生的二萜中都可以看到 C7 上的三种氧化模式,即 α-羟基、β-羟基和酮,但它们的生物合成来源在很大程度上仍然未知。我们之前已经确定 PTM 和 PTN 是由单一的生物合成机制产生的,该机制在 B 环中具有隐蔽的 C7 氧化,将 ent-贝壳杉烷和 ent-阿替色烯衍生的前体转化为特征性的 PTM 和 PTN 支架。在这里,我们报告了一个三酶级联反应,该反应在 PTM 和 PTN 生物合成中提供 C7α-羟化。通过体外和体内研究相结合,我们表明 PtmO3 和 PtmO6 是两种功能上冗余的 α-酮戊二酸依赖性双加氧酶,它们在每个 ent-贝壳杉烷和 ent-阿替色烯支架上生成一个隐蔽的 C7β-羟基,而 PtmO8 和 PtmO1 是一对 NAD/NADPH 依赖性脱氢酶,随后协同工作,通过 C7 酮中间体将 C7β-羟基转化为α-羟基。PtmO3 和 PtmO6 代表迄今为止表征的第一个专用 C7β-羟化酶,与 PtmO8 和 PtmO1 一起,为所有三种 C7 氧化模式的生物合成起源提供了一个解释,这可能为细菌、植物和真菌二萜生物合成中的其他 B 环修饰提供启示。鉴于它们在 C7 氧化中前所未有的活性,PtmO3、PtmO6、PtmO8 和 PtmO1 丰富了不断增长的新型酶工具包,这些酶可以作为生物催化剂被利用,快速获得复杂的二萜天然产物。

相似文献

1
Cryptic and Stereospecific Hydroxylation, Oxidation, and Reduction in Platensimycin and Platencin Biosynthesis.隐秘和立体选择性羟化、氧化和还原在 Platensimycin 和 Platencin 生物合成中的作用。
J Am Chem Soc. 2019 Mar 6;141(9):4043-4050. doi: 10.1021/jacs.8b13452. Epub 2019 Feb 19.
2
Dedicated ent-kaurene and ent-atiserene synthases for platensimycin and platencin biosynthesis.专用于platensimycin 和 platencin 生物合成的 ent-kaurene 和 ent-atiserene 合酶。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Aug 16;108(33):13498-503. doi: 10.1073/pnas.1106919108. Epub 2011 Aug 8.
3
Platensimycin and platencin: Inspirations for chemistry, biology, enzymology, and medicine.扁平霉素和扁平菌素:化学、生物学、酶学及医学的灵感之源。
Biochem Pharmacol. 2017 Jun 1;133:139-151. doi: 10.1016/j.bcp.2016.11.013. Epub 2016 Nov 16.
4
Mechanisms of self-resistance in the platensimycin- and platencin-producing Streptomyces platensis MA7327 and MA7339 strains.产生扁枝衣霉素和扁枝菌素的天蓝色链霉菌MA7327和MA7339菌株中的自身抗性机制。
Chem Biol. 2014 Mar 20;21(3):389-397. doi: 10.1016/j.chembiol.2014.01.005. Epub 2014 Feb 20.
5
A genetically amenable platensimycin- and platencin-overproducer as a platform for biosynthetic explorations: a showcase of PtmO4, a long-chain acyl-CoA dehydrogenase.一种适合基因操作的普拉特烯霉素和普拉特菌素高产菌株作为生物合成探索的平台:长链酰基辅酶A脱氢酶PtmO4的展示
Mol Biosyst. 2015 Oct;11(10):2717-26. doi: 10.1039/c5mb00303b.
6
Cytochrome P450-Catalyzed Hydroxylation Initiating Ether Formation in Platensimycin Biosynthesis.细胞色素 P450 催化的羟化作用在 Platensimycin 生物合成中引发醚的形成。
J Am Chem Soc. 2018 Oct 3;140(39):12349-12353. doi: 10.1021/jacs.8b08012. Epub 2018 Sep 18.
7
Characterization and Crystal Structure of a Nonheme Diiron Monooxygenase Involved in Platensimycin and Platencin Biosynthesis.参与扁枝衣霉素和扁枝衣星生物合成的非血红素双铁单加氧酶的表征及晶体结构
J Am Chem Soc. 2019 Aug 7;141(31):12406-12412. doi: 10.1021/jacs.9b06183. Epub 2019 Jul 23.
8
Biosynthetic Origin of the Ether Ring in Platensimycin.棒曲霉素中醚环的生物合成起源。
J Am Chem Soc. 2016 Dec 28;138(51):16711-16721. doi: 10.1021/jacs.6b09818. Epub 2016 Dec 14.
9
Expression of the platencin biosynthetic gene cluster in heterologous hosts yielding new platencin congeners.在异源宿主中表达 platencin 生物合成基因簇,产生新的 platencin 同系物。
J Nat Prod. 2012 Dec 28;75(12):2158-67. doi: 10.1021/np3005985. Epub 2012 Nov 16.
10
A Mutasynthetic Library of Platensimycin and Platencin Analogues.放线菌酮和 Platencin 类似物的 Mutasynthetic 文库。
Org Lett. 2016 Sep 16;18(18):4606-9. doi: 10.1021/acs.orglett.6b02248. Epub 2016 Sep 6.

引用本文的文献

1
Divergent multifunctional P450s-empowered biosynthesis of bioactive tripterifordin and cryptic atiserenoids in Aconitum implies convergent evolution.乌头中不同的多功能细胞色素P450驱动生物活性雷公藤定和隐秘乌头类萜的生物合成暗示了趋同进化。
Nat Commun. 2025 Jul 1;16(1):5857. doi: 10.1038/s41467-025-61188-0.
2
Biocatalytic diversification of abietic acid in Streptomyces.链霉菌中枞酸的生物催化多样化
J Ind Microbiol Biotechnol. 2024 Dec 31;52. doi: 10.1093/jimb/kuaf003.
3
Biosynthesis of a bacterial meroterpenoid reveals a non-canonical class II meroterpenoid cyclase.一种细菌杂萜类化合物的生物合成揭示了一种非经典的II类杂萜类环化酶。
Chem Sci. 2024 Nov 15;16(1):310-317. doi: 10.1039/d4sc06010e. eCollection 2024 Dec 18.
4
Biotransformation of selected secondary metabolites by Alternaria species and the pharmaceutical, food and agricultural application of biotransformation products.链格孢属物种对选定次生代谢产物的生物转化以及生物转化产物在制药、食品和农业方面的应用。
Nat Prod Bioprospect. 2024 Aug 19;14(1):46. doi: 10.1007/s13659-024-00469-5.
5
Development of platensimycin, platencin, and platensilin overproducers by biosynthetic pathway engineering and fermentation medium optimization.通过生物合成途径工程和发酵培养基优化来开发普那霉素、普那西林和普那西林的高产菌株。
J Ind Microbiol Biotechnol. 2024 Jan 9;51. doi: 10.1093/jimb/kuae003.
6
Cytochrome P450 Mediated Cyclization in Eunicellane Derived Diterpenoid Biosynthesis.细胞色素 P450 介导的在 eunicellane 衍生二萜生物合成中的环化作用。
Angew Chem Int Ed Engl. 2023 Nov 6;62(45):e202312490. doi: 10.1002/anie.202312490. Epub 2023 Oct 6.
7
Strategic application of C-H oxidation in natural product total synthesis.C-H氧化在天然产物全合成中的策略性应用。
Nat Rev Chem. 2023 Nov;7(11):783-799. doi: 10.1038/s41570-023-00534-6. Epub 2023 Sep 20.
8
Charting the Evolution of Chemoenzymatic Strategies in the Syntheses of Complex Natural Products.绘制复杂天然产物全合成中化学生物学策略的演变。
J Am Chem Soc. 2023 Aug 23;145(33):18161-18181. doi: 10.1021/jacs.3c03422. Epub 2023 Aug 8.
9
Bioinspired Synthesis of Platensimycin from Natural -Kaurenoic Acids.受生物启发合成来自天然贝壳杉烯酸的 platensimycin。
Org Lett. 2023 Jul 28;25(29):5401-5405. doi: 10.1021/acs.orglett.3c01470. Epub 2023 Jun 20.
10
Engineering Catalytically Self-Sufficient P450s.工程化催化自给自足的 P450s。
Biochemistry. 2023 Jan 17;62(2):253-261. doi: 10.1021/acs.biochem.2c00336. Epub 2022 Aug 31.

本文引用的文献

1
Cytochrome P450-Catalyzed Hydroxylation Initiating Ether Formation in Platensimycin Biosynthesis.细胞色素 P450 催化的羟化作用在 Platensimycin 生物合成中引发醚的形成。
J Am Chem Soc. 2018 Oct 3;140(39):12349-12353. doi: 10.1021/jacs.8b08012. Epub 2018 Sep 18.
2
Biosynthesis of thiocarboxylic acid-containing natural products.含硫羧酸类天然产物的生物合成。
Nat Commun. 2018 Jun 18;9(1):2362. doi: 10.1038/s41467-018-04747-y.
3
Natural separation of the acyl-CoA ligase reaction results in a non-adenylating enzyme.自然分离的酰基辅酶 A 连接酶反应导致非腺苷酸化酶。
Nat Chem Biol. 2018 Jul;14(7):730-737. doi: 10.1038/s41589-018-0061-0. Epub 2018 Jun 4.
4
2-Oxoglutarate-Dependent Oxygenases.2- 氧戊二酸依赖的加氧酶。
Annu Rev Biochem. 2018 Jun 20;87:585-620. doi: 10.1146/annurev-biochem-061516-044724. Epub 2018 Mar 1.
5
Applications of Oxygenases in the Chemoenzymatic Total Synthesis of Complex Natural Products.加氧酶在复杂天然产物化学酶法全合成中的应用。
Biochemistry. 2018 Jan 30;57(4):403-412. doi: 10.1021/acs.biochem.7b00998. Epub 2017 Nov 29.
6
Diterpenoids from Isodon species: an update.Isodon 属二萜类化合物:更新。
Nat Prod Rep. 2017 Aug 30;34(9):1090-1140. doi: 10.1039/c7np00027h.
7
Biosynthetic Origin of the Ether Ring in Platensimycin.棒曲霉素中醚环的生物合成起源。
J Am Chem Soc. 2016 Dec 28;138(51):16711-16721. doi: 10.1021/jacs.6b09818. Epub 2016 Dec 14.
8
Labeling Studies Clarify the Committed Step in Bacterial Gibberellin Biosynthesis.标记研究阐明了细菌赤霉素生物合成中的关键步骤。
Org Lett. 2016 Dec 2;18(23):5974-5977. doi: 10.1021/acs.orglett.6b02569. Epub 2016 Nov 21.
9
Platensimycin and platencin: Inspirations for chemistry, biology, enzymology, and medicine.扁平霉素和扁平菌素:化学、生物学、酶学及医学的灵感之源。
Biochem Pharmacol. 2017 Jun 1;133:139-151. doi: 10.1016/j.bcp.2016.11.013. Epub 2016 Nov 16.
10
Elucidation of gibberellin biosynthesis in bacteria reveals convergent evolution.细菌中赤霉素生物合成的阐明揭示了趋同进化。
Nat Chem Biol. 2017 Jan;13(1):69-74. doi: 10.1038/nchembio.2232. Epub 2016 Nov 14.