四氢呫吨酮(THXs)是呫吨酮型天然产物的一个亚类,广泛分布于真菌中。blenolides是具有代表性的THX,通过同源或异源二聚化形成具有生物活性的麦角色素,如secalonic acids和newsartorin。麦角菌素对革兰氏阳性病原体(包括耐多药金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和屎肠球菌)具有显著的抗菌活性。据报道,这些化合物在葡萄糖缺乏条件下通过抑制Akt信号通路选择性地靶向胰腺癌细胞。
来自Aspergillus novofumigatus的新型异构酶NsrQ是真菌四氢呫吨酮生物合成中的关键酶,负责脱芳构化环化以提供四氢呫吨酮支架。NsrQ催化两步异构化反应,包括烯丙醇的异构化和随后的甲基构型反转。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
近期,日本东京大学IkuroAbe组报道了来自Diaporthe longicolla的NsrQ及其同源蛋白Dcr3的生化功能和结构特征。NsrQ和Dcr3的晶体结构显示了它们与核运输因子2样超家族酶具有相似的整体结构,都有锥形α+β筒状折叠。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
此外,利用Dcr3和NsrQ突变体与底物类似物复合的结构,结合定点突变实验确定了催化残基和重要的疏水残基,它们形成了底物结合的活性位点口袋。这些酶利用Glu和His残基作为酸碱催化剂。基于以上结论,该研究提出了NsrQ催化异构化反应的详细反应机理。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
参考文献:Structural Basis for Isomerization Reactions in FungalTetrahydroxanthone Biosynthesis and Diversification
Angew. Chem. Int. Ed.
原文作者:Jiali Yang+, Takahiro Mori+,* Xingxing Wei, Yudai Matsuda,* and Ikuro Abe*