模拟5′-单磷酸腺苷核苷氨基磺酸盐是靶向氨基酰基-tRNA合成酶（aaRS）和其他腺苷酸形成酶的重要药物化合物。子囊霉素（ascamycin）是从链霉菌Streptomyces sp. 80H647中分离得到的一种独特的天然丙氨酰腺苷氨基磺酸盐。最近，RIKEN Center for Sustainable Resource Science的Shunji Takahashi课题组通过组成性表达额外拷贝的bldA和adpA调节基因，成功地增强了脱丙氨酰子囊霉素（dealanylascamycin）向ascamycin的体内转化。更重要的是，还通过基因表达分析和蛋白质结构-功能预测，鉴定了丙氨酰-tRNA合成酶样酶（AlaRS）：AcmF和AcmD。
图片来源：ACS Catal.
其中，AcmF有效地催化ascamycin生物合成过程中的氨基酰化反应，该反应依赖于AcmD提供的Ala-tRNAAla。AcmF是一种截短的AlaRS样酶，仅包含氨基酰化和tRNA识别结构域，而AcmD具有完整的AlaRS类结构域，其通过对AcmF产生的ascamycin表现出抗性而有效地支持AcmF活性。
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此外，该研究还使用AcmD-AcmF酶对生产了ascamycin的甘氨酸和丝氨酸衍生物。
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最后，通过对其机理研究确定了Glu232和几个在AcmF催化中起重要作用的残基。AcmF是一种代表性的II类aaRS样酶，在天然产物生物合成过程中催化tRNA依赖性氨基酰化。这些发现为氨基酰基核苷氨基磺酸盐的合成提供了一种潜在的化学酶方法。
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原文标题：Alanyl-tRNA Synthetase-like Enzyme-Catalyzed Aminoacylation in Nucleoside Sulfamate Ascamycin Biosynthesis
原文作者：Yu Zheng, Naoko Morita, Hiroshi Takagi, Yumi Shiozaki-Sato, Jun Ishikawa, Kazuo Shin-ya, and Shunji Takahashi*
ACS Catal. 2024, 14, 3533−3542
