细胞松弛素杂聚体(meroaspochalasins,mAPOs)是丝状真菌黄柄曲霉产生的标志性代谢产物,因其迷人的化学结构以及抗肿瘤药物开发潜力,在天然产物和合成化学界引起了极大的兴趣。虽然细胞松弛素骨架生物合成的核心基因和部分修饰基因已经成功得到表征,但这些单体在微生物体内如何组装形成mAPOs仍然是个谜团。此外,野生黄柄曲霉中mAPOs的含量低且产率不稳定,而化学合成的方法步骤繁多,这严重限制了它们的进一步研究和开发。摘要:细胞松弛素杂聚体(meroaspochalasins,mAPOs)是丝状真菌黄柄曲霉产生的标志性代谢产物,因其迷人的化学结构以及抗肿瘤药物开发潜力,在天然产物和合成化学界引起了极大的兴趣。虽然细胞松弛素骨架生物合成的核心基因和部分修饰基因已经成功得到表征,但这
发表了题为“Cooperative Redox Reactions Encoded by Two Gene Clusters EnableIntermolecular Cycloaddition Cascade for the Formation of Meroaspochalasins”的研究论文。本研究通过基因敲除、体外酶反应、蛋白结构预测和氨基酸定点突变,以及 18 O同位素标记等实验, 阐明了聚合 反应 的 两个关键中间体a spochalasin ( 7 )和聚酮 双烯体前体 化合物 21(或26) , 以及 终产物 mAPOs的生物合成机制 。
在另一条基因簇 epi 中,细胞色素P450酶EpiC和SDR酶EpiD协同催化双烯体前体 21 (或 26 )的形成,随后它们自发脱水得到双烯体 51 (或 52 ),在这一过程中,EpiD起着关键的“救援者”作用,防止聚酮C8位羟基的过度氧化和副产物内酯衍生物的形成。这一还原步骤确保了生物合成途径的适当调节,突出了EpiD作为控制双烯体形成过程中氧化和还原微妙平衡的重要作用。
最后,亲双烯体 7 与双烯体 51 (或 52 )之间,可以通过级联的非酶促[4π + 2π] Diels-Alder反应和[5π + 2π]环加成反应,逐步产生mAPOs二聚体和三聚体。而 epi 簇中的黄素依赖氧化酶EpiG催化双烯体C3位的羟基化,这是形成mAPOs三聚体的关键步骤。
来源:凝雪与水星