N-[(5S)-5-amino-5-carboxypentanoyl]-L-cysteinyl-D-valine

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 羧酸及其衍生物
• 英文名称: N-[(5S)-5-amino-5-carboxypentanoyl]-L-cysteinyl-D-valine
• 英文别名: (2S)-2-azaniumyl-6-[[(2R)-1-[[(1R)-1-carboxylato-2-methylpropyl]amino]-1-oxo-3-sulfanylpropan-2-yl]amino]-6-oxohexanoate
• 化学式: C14H24N3O6S-
• 分子量: 362.42
• InChiKey: BYEIJZFKOAXBBV-ATZCPNFKSA-M

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.8
• 重原子数：
  24
• 可旋转键数：
  11
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.71
• 拓扑面积：
  160
• 氢给体数：
  5
• 氢受体数：
  8

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  N-[(5S)-5-amino-5-carboxypentanoyl]-L-cysteinyl-D-valine 、 氧气 生成 水 、 isopenicillin N(1-)
  参考文献：
  名称：

  X射线衍射观察异青霉素N合酶的反应周期

  摘要：

  异青霉素 N 合酶 (IPNS) 是一种非血红素铁依赖性氧化酶，可催化异青霉素 N (IPN)（所有青霉素和头孢菌素的前体）的生物合成。该反应的关键步骤是三肽 δ-(L-α-氨基己二酰基)-L-半胱氨酰-D-缬氨酸 (ACV) 的两个铁-双氧介导的闭环。有人提出最初形成四元 β-内酰胺环，与高度氧化的铁 (IV)-氧代 (ferryl) 部分相关，随后介导五元噻唑烷环的闭合。在这里，我们描述了通过 X 射线晶体学对晶体中 IPNS 反应的观察。IPNS·Fe2+·基体晶体在厌氧条件下生长，暴露于高压氧以促进反应和冷冻，并通过X射线衍射阐明了它们的结构。使用天然底物 ACV，这导致了 IPNS·Fe2+·IPN 产物复合物。使用晶体中的底物类似物 δ-(L-α-氨基己二酰基)-L-半胱氨酰-LS-甲基半胱氨酸 (ACmC)，反应循环在单环阶段中断。这些单环和双环结构支持我们的假设，即产生青霉素的两阶段反应序列。此外，从

  DOI：

  10.1038/44400
• 作为产物：
  描述：

  adenosine 5'-triphosphate 、 水 、 (5S)-5-amino-6-hydroxy-6-oxohexanoate 、 L-半胱氨酸 、 L-缬氨酸 生成 adenosine 5'-monophosphate 、 pyrophosphoric acid 、 氢(+1)阳离子 、 N-[(5S)-5-amino-5-carboxypentanoyl]-L-cysteinyl-D-valine
  参考文献：
  名称：

  Purification and characterization of δ-(l-α-aminoadipyl)-l-cysteinyl-d-valine synthetase from Penicillium chrysogenum

  摘要：

  从金黄色链霉菌中纯化出δ-(L-α-氨基己二酸)-L-半胱氨酰-D-缬氨酸合成酶（ACVS），通过（NH4）2SO4沉淀、精胺硫酸盐处理、离子交换层析、凝胶过滤和疏水相互作用层析的组合纯化方法，达到了同质性。使用原生梯度凝胶电泳和SDS/PAGE估计了ACVS的分子量。原生酶由单个聚合物链组成，估计的分子量为470 kDa。变性酶估计的分子量为440 kDa。研究了不同反应参数，如底物、辅因子和pH对纯化ACVS的活性的影响。三种前体底物L-α-氨基己二酸、L-半胱氨酸和L-缬氨酸的Km值分别为45、80和80 μM，最佳测定ATP浓度为5 mM（含20 mM MgCl2）。反应产物双-δ-(L-α-氨基己二酸)-L-半胱氨酰-D-缬氨酸（bisACV）的二聚体对纯化ACVS产生反馈抑制；抑制参数KbisACV确定为1.4 mM。此外，二硫苏糖醇被证明也能抑制纯化的ACVS。通过向P. chrysogenum的稳态葡萄糖限制连续培养中添加葡萄糖脉冲，发现ACVS的合成受到葡萄糖抑制，并且由于合成和降解必须存在ACVS的恒定周转。

  DOI：

  10.1042/bj3270185

文献信息

• Alternative oxidation by isopenicillin N synthase observed by X-ray diffraction
  作者：James M Ogle、Ian J Clifton、Peter J Rutledge、Jonathan M Elkins、Nicolai I Burzlaff、Robert M. Adlington、Peter L Roach、Jack E Baldwin

  DOI：10.1016/s1074-5521(01)00090-4

  日期：2001.12

  catalyses formation of bicyclic isopenicillinN, precursor to all penicillin and cephalosporin antibiotics, from the linear tripeptide δ-(L-α-aminoadipoyl)-L-cysteinyl-D-valine. IPNS is a non-haem iron(II)-dependent enzyme which utilises the full oxidising potential of molecular oxygen in catalysing the bicyclisation reaction. The reaction mechanism is believed to involve initial formation of the β-lactam

  背景：异青霉素N合酶（IPNS）催化线性三肽δ-（L-α-氨基己二酰基）-L-半胱氨酸-D-缬氨酸形成所有青霉素和头孢菌素抗生素的双环异青霉素N。IPNS是一种非血红素铁依赖的酶，它利用分子氧的全部氧化潜能来催化双环化反应。据认为，该反应机理涉及β-内酰胺环的初步形成（通过硫代醛中间体），从而生成铁（IV）-氧代物种，然后介导5-元噻唑烷环的闭合。结果：在此报告实验利用时间分辨晶体学观察等构底物类似物的更新，该类似物被设计为在早期阶段拦截催化途径。结晶酶-底物复合物的反应是通过施加高压氧气而引发的，随后的急速冷冻使含氧产物被捕集并束缚在铁中心。结论：在缺乏天然反应伴侣（L-半胱氨酸-D-缬氨酸酰胺键的NH质子）的情况下，拟议的氢过氧化物中间体似乎会攻击假定的硫代醛直接种。这些结果揭示了IPNS反应周期中β-内酰胺封闭之前的事件，并增强了我们对酶与天然底物反应机理的理解。结论：在缺乏天然反应
• Structure of isopenicillinN synthase complexed with substrate and the mechanism ofpenicillin formation
  作者：Peter L. Roach、Ian J. Clifton、Charles M. H. Hensgens、Norio Shibata、Christopher J. Schofield、Janos Hajdu、Jack E. Baldwin

  DOI：10.1038/42990

  日期：1997.6

  bicyclic nucleus of penicillin. Isopenicillin N synthase (IPNS), a non-haem iron-dependent oxidase, catalyses the reaction of a tripeptide, δ-(L-α-aminoadipoyl)-L-cysteinyl-D-valine (ACV), and dioxygen to form isopenicillin N and two water molecules. Mechanistic studies suggest the reaction is initiated by ligation of the substrate thiolate to the iron centre, and proceeds through an enzyme-bound monocyclic

  微生物中青霉素和头孢菌素类抗生素的生物合成需要青霉素双环核的形成。异青霉素 N 合酶 (IPNS) 是一种非血红素铁依赖性氧化酶，催化三肽、δ-(L-α-氨基己二酰)-L-半胱氨酰-D-缬氨酸 (ACV) 和双氧反应形成异青霉素 N和两个水分子。机理研究表明，反应由底物硫醇盐与铁中心的连接引发，并通过酶结合的单环中间体进行（图 1）。在这里，我们报告了与亚铁和 ACV 复合的 IPNS 的晶体结构，分辨率为 1.3 å。基于该结构，我们提出了一种青霉素形成机制，该机制涉及将 ACV 连接到铁中心，从而产生一个空的铁配位位点，分子氧可以结合到该位点。随后，铁-双氧和铁-氧物种从 ACV 中去除必要的氢，而无需蛋白质残留的直接帮助（图 2）。与双氧类似物、NO 和 ACV 结合到活性位点铁上的复合物的晶体结构支持这一假设。
• The Mechanism of ACV Synthetase
  作者：Michael F. Byford、Jack E. Baldwin、Chia-Yang Shiau、Christopher J. Schofield

  DOI：10.1021/cr960018l

  日期：1997.11.1