Thioesterase-mediated side chain transesterification generates potent Gq signaling inhibitor FR900359.
Thioesterase-mediated side chain transesterification generates potent Gq signaling inhibitor FR900359.
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DOI：
10.1038/s41467-020-20418-3
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发表时间：
2021-01-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Crüsemann M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hermes C;Richarz R;Wirtz DA;Patt J;Hanke W;Kehraus S;Voß JH;Küppers J;Ohbayashi T;Namasivayam V;Alenfelder J;Inoue A;Mergaert P;Gütschow M;Müller CE;Kostenis E;König GM;Crüsemann M
Gq蛋白抑制剂FR900359 （FR）是由两条非核糖体肽合成酶（NRPS）装配线组成的复杂生物合成系统合成的，该系统最初是由一种不可培养的植物内共生体产物发现的。在这里，我们描述了一种可培养的细菌FR生产者，可以详细研究生物合成和功能重要的FR侧链的附着。我们通过单模NRPS FrsA和非血红素单加氧酶FrsH重建侧链组装，并表征了FrsA硫酯酶结构域介导的最终大环中间体FR-Core的分子间侧链酯交换。我们利用FrsA底物的混杂性来产生侧链改变的FR类似物，并通过比较生物活性、毒性和对接研究证明FR侧链对于有效抑制Gq是不可或缺的。最后，基于生物信息学分析讨论了FR的进化和侧链的生物合成。侧链酯交换提高了选择性Gq抑制剂天然产物的效力和靶向亲和力。FR900359 （FR）是从不可培养的植物内共生体中分离出来的Gq蛋白抑制剂沉积肽，由非核糖体肽合成酶合成。在这里，作者发现了一种可培养的细菌FR生产者，并表明FrsA硫酯酶结构域在生物合成过程中催化FR侧链到沉积肽核心的分子间酯交换，提高了Gq抑制性能。
The potent and selective Gq protein inhibitor depsipeptide FR900359 (FR), originally discovered as the product of an uncultivable plant endosymbiont, is synthesized by a complex biosynthetic system comprising two nonribosomal peptide synthetase (NRPS) assembly lines. Here we characterize a cultivable bacterial FR producer, enabling detailed investigations into biosynthesis and attachment of the functionally important FR side chain. We reconstitute side chain assembly by the monomodular NRPS FrsA and the non-heme monooxygenase FrsH, and characterize intermolecular side chain transesterification to the final macrocyclic intermediate FR-Core, mediated by the FrsA thioesterase domain. We harness FrsA substrate promiscuity to generate FR analogs with altered side chains and demonstrate indispensability of the FR side chain for efficient Gq inhibition by comparative bioactivity, toxicity and docking studies. Finally, evolution of FR and side chain biosynthesis is discussed based on bioinformatics analyses. Side chain transesterification boosts potency and target affinity of selective Gq inhibitor natural products. FR900359 (FR) is a Gq protein inhibitor depsipeptide isolated from an uncultivable plant endosymbiont and synthesized by non-ribosomal peptide synthetases. Here, the authors discover a cultivable bacterial FR producer and show that FrsA thioesterase domain catalyses intermolecular transesterification of the FR side chain to the depsipeptide core during biosynthesis, improving Gq inhibition properties.
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FR901464生物合成中硫酯酶形成顺式双键和酮合酶转移
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15
作者：
He, Hai-Yan;Tang, Man-Cheng;Tang, Gong-Li
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DOI：
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发表时间：
2015-11-10
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作者：
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通讯作者：
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