A key cytochrome P450 hydroxylase in pradimicin biosynthesis.
A key cytochrome P450 hydroxylase in pradimicin biosynthesis.
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DOI：
10.1016/j.bmcl.2011.10.075
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发表时间：
2012-01-01
影响因子：
2.7
通讯作者：
Zhan, Jixun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Napan, Kandy L.;Zeng, Jia;Takemoto, Jon Y.;Zhan, Jixun
普拉米星A-C（1-3）是从木槿马杜拉放线菌中分离得到的一类抗真菌和抗病毒的聚酮化合物。普拉米星中的糖部分是其生物活性所必需的。因此，用于糖基化的5-OH在普拉米星生物合成中起关键作用。从黑曲霉基因组DNA中扩增出细胞色素P450单加氧酶基因pdmJ。hibisca的表达载体，并在大肠杆菌BL 21（DE 3）中进行了表达。PdmJ在C-5位将羟基引入G-2A（4）（一种关键的普拉米星生物合成中间体），形成JX 134（5）。将含有D-Ala的普拉米星类似物JX 137 a（6）作为替代底物进行测试，但通过LC-MS未检测到产物，表明PdmJ具有严格的底物特异性。动力学研究揭示了PdmJ活性的典型底物抑制。在本实验条件下，获得最高流速的最佳底物浓度为115 μM。此外，4至5的转化率由于6的存在而降低，这可能是由于竞争性抑制。PdmJ和葡萄糖1-脱氢酶在大肠杆菌中的共表达。coli BL 21（DE 3）为从4合成重要中间体5提供了一种有效的方法。
Pradimicins A-C (1–3) are a group of antifungal and antiviral polyketides from Actinomadura hibisca. The sugar moieties in pradimicins are required for their biological activities. Consequently, the 5-OH that is used for glycosylation plays a critical role in pradimicin biosynthesis. A cytochrome P450 monooxygenase gene, pdmJ, was amplified from the genomic DNA of A. hibisca and expressed in Escherichia coli BL21(DE3). PdmJ introduced a hydroxyl group to G-2A (4), a key pradimicin biosynthetic intermediate, at C-5 to form JX134 (5). A D-Ala-containing pradimicin analog, JX137a (6) was tested as an alternative substrate, but no product was detected by LC-MS, indicating that PdmJ has strict substrate specificity. Kinetic studies revealed a typical substrate inhibition of PdmJ activity. The optimal substrate concentration for the highest velocity is 115 μM under the test conditions. Moreover, the conversion rate of 4 to 5 was reduced by the presence of 6, likely due to competitive inhibition. Coexpression of PdmJ and a glucose 1-dehydrogenase in E. coli BL21(DE3) provides an efficient method to produce the important intermediate 5 from 4.
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