Making and breaking carbon-carbon bonds in class C radical SAM methyltransferases.
Making and breaking carbon-carbon bonds in class C radical SAM methyltransferases.
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DOI：
10.1016/j.jinorgbio.2021.111636
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发表时间：
2022-01
影响因子：
3.9
通讯作者：
Lanzilotta W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brimberry MA;Mathew L;Lanzilotta W
自由基S-腺苷蛋氨酸（SAM）酶利用[4Fe-4S]1+簇和S-（5 ' -腺苷）- l -蛋氨酸（SAM）产生高活性的自由基，并催化已知酶家族中最多样化的化学反应。自由基SAM催化的核心是一个高活性的5 ' -脱氧腺苷基自由基中间体（5 ' -dAdo●），它是通过SAM的还原裂解或SAM的5 ' C原子上的[4Fe-4S]+簇的独特铁的亲核攻击而产生的。光谱研究表明，5 ' -dAdo●在Fe-C键中被瞬时捕获（Ω物种）。在有底物存在的情况下，金属-碳键均裂再生5′-dAdo●，用于催化氢原子提取。虽然让人想起腺苷钴胺素机制，但自由基SAM酶似乎包含更大的催化多样性。在这篇综述中，我们讨论了参与独特化学重排的自由基SAM酶的最新进展，特别是C类自由基SAM甲基转移酶。阐明这类自由基SAM酶具有特别重要的意义，因为许多酶已被证明在发病机制和新型抗菌化合物的合成中发挥关键作用。所有C类自由基s -腺苷蛋氨酸（SAM）甲基转移酶（RSMTs）都利用SAM的两个分子（SAM1和SAM2）来催化甲基转移反应到sp2杂化碳中心。
Radical S-adenosylmethionine (SAM) enzymes utilize a [4Fe-4S]1+ cluster and S-(5′-adenosyl)-L-methionine, (SAM), to generate a highly reactive radical and catalyze what is arguably the most diverse set of chemical reactions for any known enzyme family. At the heart of radical SAM catalysis is a highly reactive 5′-deoxyadenosyl radical intermediate (5′-dAdo●) generated through reductive cleavage of SAM or nucleophilic attack of the unique iron of the [4Fe-4S]+ cluster on the 5′ C atom of SAM. Spectroscopic studies reveal the 5′-dAdo● is transiently captured in an Fe-C bond (Ω species). In the presence of substrate, homolytic scission of this metal-carbon bond regenerates the 5′-dAdo● for catalytic hydrogen atom abstraction. While reminiscent of the adenosylcobalamin mechanism, radical SAM enzymes appear to encompass greater catalytic diversity. In this review we discuss recent developments for radical SAM enzymes involved in unique chemical rearrangements, specifically regarding class C radical SAM methyltransferases. Illuminating this class of radical SAM enzymes is especially significant as many enzymes have been shown to play critical roles in pathogenesis and the synthesis of novel antimicrobial compounds. All class C radical S-adenosylmethionine (SAM) methyltransferases (RSMTs) utilize two molecules of SAM (SAM1 & SAM2) in order to catalyze the methyl transfer reactions to Sp2-hybridized carbon centers.
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