Biosynthesis of Mycotoxin Fusaric Acid and Application of a PLP-Dependent Enzyme for Chemoenzymatic Synthesis of Substituted l-Pipecolic Acids.
Biosynthesis of Mycotoxin Fusaric Acid and Application of a PLP-Dependent Enzyme for Chemoenzymatic Synthesis of Substituted l-Pipecolic Acids.
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DOI：
10.1021/jacs.0c09352
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发表时间：
2020-11-18
影响因子：
15
通讯作者：
Tang Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hai Y;Chen M;Huang A;Tang Y
镰刀菌酸 (FA) 是一种众所周知的霉菌毒素，在植物病理学中发挥着重要作用。 FA 的生物合成基因簇已被鉴定，但生物合成途径仍不清楚。在这里，我们阐明了 FA 的生物合成，其特征是在合成吡啶甲酸支架时具有双酶催化级联、吡哆醛 5’-磷酸 (PLP) 依赖性酶 (Fub7) 和黄素单核苷酸 (FMN) 依赖性氧化酶 (Fub9)。 FA 生物合成还涉及高度还原聚酮合酶（HRPKS、Fub1）和非核糖体肽合成酶（NRPS）样羧酸还原酶（Fub8）之间的离线协作来制造脂肪族 α,β-不饱和醛。通过利用Fub7的立体选择性C-C键形成活性，我们建立了一系列高非对映体比例的5-烷基、5,5-二烷基和5,5,6-三烷基-L-哌啶酸的化学酶催化合成路线。
Fusaric acid (FA) is a well-known mycotoxin that plays an important role in plant pathology. The biosynthetic gene cluster for FA has been identified but the biosynthetic pathway remains unclarified. Here, we elucidated the biosynthesis of FA, which features a two-enzyme catalytic cascade, a pyridoxal 5’-phosphate (PLP)-dependent enzyme (Fub7) and a flavin mononucleotide (FMN)-dependent oxidase (Fub9) in synthesizing the picolinic acid scaffold. FA biosynthesis also involves an off-line collaboration between a highly reducing polyketide synthase (HRPKS, Fub1) and a nonribosomal peptide synthetase (NRPS)-like carboxylic acid reductase (Fub8) in making an aliphatic α,β-unsaturated aldehyde. By harnessing the stereoselective C-C bond forming activity of Fub7, we established a chemoenzymatic route for stereoconvergent synthesis of a series of 5-alkyl, 5,5-dialkyl, and 5,5,6-trialkyl-L-pipecolic acids of high diastereomeric ratio.
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