The ATP-dependent amide ligases DdaG and DdaF assemble the fumaramoyl-dipeptide scaffold of the dapdiamide antibiotics.
The ATP-dependent amide ligases DdaG and DdaF assemble the fumaramoyl-dipeptide scaffold of the dapdiamide antibiotics.
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DOI：
10.1021/bi9013165
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发表时间：
2009-11-03
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Walsh, Christopher T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hollenhorst, Marie A.;Clardy, Jon;Walsh, Christopher T.
成团泛菌 dapdiamide 抗生素生物合成基因簇中编码的 DdaG 和 DdaF 酶在大肠杆菌中表达时，1 会以 ATP 裂解为代价形成 dapdiamide 支架的串联酰胺键。 DdaG 使用富马酸、2,3-二氨基丙酸 (DAP) 和 ATP 在生成 Nβ-富马酰-DAP 区域异构体的过程中瞬时生成富马酰-AMP。然后 DdaF 充当第二个 ATP 依赖性酰胺连接酶，但该酶在酰胺键形成过程中将 ATP 裂解为 ADP 和 Pi。然而，DdaF 不接受 Nβ-富马酰基-DAP；该酶需要首先将延胡索酰部分转化为 Nβ-延胡索酰-DAP 中的延胡索酰半酰胺。 DdaF 将 Val、Ile 或 Leu 添加到富马酰-DAP 的羧酸盐上，形成三种达帕二酰胺 A-C。因此，为了构建达帕二酰胺抗生素支架，必须在 DdaG 作用之后但在 DdaF 催化之前在富马酰基-DAP 支架上发生酰胺化。这是两个连接酶通过攻击 ATP 共底物的 Pα（AMP 形成）和 Pγ（ADP 形成）处的底物羧酸盐依次作用于非模板酰胺键形成的不寻常实例。
The enzymes DdaG and DdaF, encoded in the Pantoea agglomerans dapdiamide antibiotic biosynthetic gene cluster, when expressed in E. coli,1 make the tandem amide bonds of the dapdiamide scaffold at the expense of ATP cleavage. DdaG uses fumarate, 2,3-diaminopropionate (DAP) and ATP to make fumaroyl-AMP transiently on the way to the Nβ-fumaroyl-DAP regioisomer. Then DdaF acts as a second ATP-dependent amide ligase, but this enzyme cleaves ATP to ADP and Pi during amide bond formation. However, DdaF will not accept Nβ-fumaroyl-DAP; the enzyme requires the fumaroyl moiety to be first converted to the fumaramoyl half amide in Nβ-fumaramoyl-DAP. DdaF adds Val, Ile, or Leu to the carboxylate of fumaramoyl-DAP to make the three dapdiamides A-C. Thus, to build the dapdiamide antibiotic scaffold, amidation must occur on the fumaroyl-DAP scaffold, after DdaG action but before DdaF catalysis. This is an unusual instance of two ligases acting sequentially in untemplated amide bond formations using attack of substrate carboxylates at Pα (AMP-forming) and then at Pγ (ADP-forming) of ATP cosubstrates.
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