2-{[4-(3-aminopropylamino)butylcarbamoyl]methyl}-2-hydroxysuccinic acid | 946425-09-8

• 分子结构分类: 有机化合物 - 脂质和类脂质分子 - 脂肪酰基
• 英文名称: 2-{[4-(3-aminopropylamino)butylcarbamoyl]methyl}-2-hydroxysuccinic acid
• 英文别名: N8-citryl-spermidine；N-citryl-spermidine；2-[2-[4-(3-azaniumylpropylazaniumyl)butylamino]-2-oxoethyl]-2-hydroxybutanedioate
• CAS: 946425-09-8
• 化学式: C₁₃H₂₅N₃O₆
• 分子量: 319.358
• InChiKey: JJVVKHQEFSESNM-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 沸点：
  606.9±55.0 °C(Predicted)
• 密度：
  1.285±0.06 g/cm3(Predicted)

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -7.1
• 重原子数：
  22
• 可旋转键数：
  13
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.77
• 拓扑面积：
  162
• 氢给体数：
  6
• 氢受体数：
  8

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  2-{[4-(3-aminopropylamino)butylcarbamoyl]methyl}-2-hydroxysuccinic acid 、 亚精胺 在 His⁽⁶⁾-AsbB synthetase 、 5’-三磷酸腺苷 、 magnesium chloride 作用下， 以 三羟甲基氨基甲烷盐酸盐 为溶剂， 反应 16.0h， 生成 N8,N'8-citryl-bis(spermidine)
  参考文献：
  名称：

  Petrobactin 生物合成：AsbB 催化亚精胺与 N8-柠檬基-亚精胺及其 N1-(3,4-二羟基苯甲酰基) 衍生物的缩合。

  摘要：

  AsbB 酶参与炭疽芽孢杆菌中赋予毒力的铁载体岩杆菌素的生物合成，显示可催化亚精胺与 N8- citryl-spermidine 或 N1-(3,4-dihydroxybenzoyl)-N8-citryl-spermidine，表明 N1-(3,4-dihydroxybenzoyl)-spermidine 不太可能是 petrobactin 生物合成中的重要中间体，这与之前的建议相反。

  DOI：

  10.1039/b809353a
• 作为产物：
  描述：

  [3-(3-cyanopropylamino)propyl]carbamic acid tert-butyl ester 在 镍 吡啶 、 ammonium hydroxide 、 氨 、 氢气 、 三乙胺 作用下， 以 甲醇 、 乙醇 为溶剂， 20.0~100.0 ℃ 、241.32 kPa 条件下， 反应 26.0h， 生成 2-{[4-(3-aminopropylamino)butylcarbamoyl]methyl}-2-hydroxysuccinic acid
  参考文献：
  名称：

  炭疽隐性铁载体生物合成的酶促逻辑：AsbA 催化柠檬酸和亚精胺的 ATP 依赖性缩合

  摘要：

  Petrobactin 是一种铁螯合铁载体，最初从 Marinobactercarbonoclastus 中分离出来，已被证明在缺铁条件下的生长和致命的生物恐怖主义剂炭疽芽孢杆菌的毒力中发挥重要作用。最近显示它不与铁钙蛋白结合，使其被指定为可以避开哺乳动物免疫系统的“隐形铁载体”。已知非核糖体肽合成酶 (NRPS) 和不依赖 NRPS 的铁载体 (NIS) 合成酶的独特组合是炭疽芽孢杆菌中石油杆菌素生物合成所必需的。此处显示来自炭疽芽孢杆菌的 AsbA，第一种被生化表征的 A 型 NIS 合成酶，催化柠檬酸与亚精胺的 N8 的 ATP 依赖性区域选择性缩合，但不与 N1-(3,4-二羟基苯甲酰基)-亚精胺.

  DOI：

  10.1021/ja072391o
• 作为试剂：
  描述：

  5’-三磷酸腺苷 在 2-{[4-(3-aminopropylamino)butylcarbamoyl]methyl}-2-hydroxysuccinic acid 、 pyruvate kinase 、 亚精胺 、 磷烯醇丙酮酸 、 His⁽⁶⁾-AsbB synthetase 、 肌激酶 、 还原型辅酶Ⅰ 、 magnesium chloride 、 L-lactate dehydrogenase 作用下， 以 三羟甲基氨基甲烷盐酸盐 为溶剂， 反应 0.33h， 生成 5'-腺嘌呤核苷酸
  参考文献：
  名称：

  Petrobactin 生物合成：AsbB 催化亚精胺与 N8-柠檬基-亚精胺及其 N1-(3,4-二羟基苯甲酰基) 衍生物的缩合。

  摘要：

  AsbB 酶参与炭疽芽孢杆菌中赋予毒力的铁载体岩杆菌素的生物合成，显示可催化亚精胺与 N8- citryl-spermidine 或 N1-(3,4-dihydroxybenzoyl)-N8-citryl-spermidine，表明 N1-(3,4-dihydroxybenzoyl)-spermidine 不太可能是 petrobactin 生物合成中的重要中间体，这与之前的建议相反。

  DOI：

  10.1039/b809353a

文献信息

• Characterization and Analysis of Early Enzymes for Petrobactin Biosynthesis in <i>Bacillus anthracis</i>
  作者：Brian F. Pfleger、Jung Yeop Lee、Ravindranadh V. Somu、Courtney C. Aldrich、Philip C. Hanna、David H. Sherman

  DOI：10.1021/bi6023995

  日期：2007.4.1

  proteins that function in fatty acid, polyketide, and nonribosomal peptide biosynthesis. A third protein, AsbE, is shown to be responsible for condensation of 3,4-dihydroxybenzoyl-AsbD with spermidine, providing the DHB-spermidine arms that are linked to citrate for assembly of petrobactin. On the basis of the selective substrate profile of AsbC, a nonhydrolyzable analogue of 3,4-DHB-AMP was synthesized and

  近来，铁的获取，更具体地讲，参与铁载体生物合成的酶已成为发现新抗生素的有吸引力的靶标。因此，有针对性地抑制由炭疽芽孢杆菌中的asb基因座编码的毒力相关的铁载体，即铁链肌动蛋白的生物合成，有望作为抗炭疽的潜在疗法。这项研究描述了AsbC的生化特性，这是第一个报道的3,4-二羟基苯甲酸-AMP连接酶，是DHB-亚精胺（DHB-SP）生物合成中的关键组分，DHB-亚精胺是石蜡生物素生物合成中的第一个可分离的中间体。除在苯环对位和间位带有氢键给体取代基的苯甲酸酯底物外，AbC还催化腺苷化为不寻常的前体3,4-二羟基苯甲酸酯的相应AMP酯。在第二个反应中，AbC催化活化的启动子单元向AsbD的转移，AbD是类似于在脂肪酸，聚酮化合物和非核糖体肽生物合成中起作用的酰基和肽基载体蛋白的芳基载体蛋白。已显示第三种蛋白质AsbE负责3,4-二羟基苯甲酰基-AsbD与亚精胺的缩合，提供了与柠檬酸盐连接的DHB
• Siderophore-mediated iron acquisition in Bacillus anthracis and related strains
  作者：Kinya Hotta、Chu-Young Kim、David T. Fox、Andrew T. Koppisch

  DOI：10.1099/mic.0.039404-0

  日期：2010.7.1

  Recent observations have shed light on some of the endogenous iron-acquisition mechanisms of members of the Bacillus cereus sensu lato group. In particular, pathogens in the B. cereus group use siderophores with both unique chemical structures and biological roles. This review will focus on recent discoveries in siderophore biosynthesis and biology in this group, which contains numerous human pathogens, most notably the causative agent of anthrax, Bacillus anthracis.

  最近的观察揭示了Bacillus cereus sensu lato组成员内源性铁摄取机制的一些信息。特别是，B. cereus组中的病原体使用具有独特化学结构和生物学作用的铁载体。本综述将重点关注该组中铁载体生物合成和生物学方面的最新发现，该组包含许多人类病原体，尤其是炭疽病的病原体Bacillus anthracis。
• Functional and Structural Analysis of the Siderophore Synthetase AsbB through Reconstitution of the Petrobactin Biosynthetic Pathway from Bacillus anthracis
  作者：Tyler D. Nusca、Youngchang Kim、Natalia Maltseva、Jung Yeop Lee、William Eschenfeldt、Lucy Stols、Michael M. Schofield、Jamie B. Scaglione、Shandee D. Dixon、Daniel Oves-Costales、Gregory L. Challis、Philip C. Hanna、Brian F. Pfleger、Andrzej Joachimiak、David H. Sherman

  DOI：10.1074/jbc.m112.359349

  日期：2012.5

  Petrobactin, a mixed catechol-carboxylate siderophore, is required for full virulence of Bacillus anthracis, the causative agent of anthrax. The asbABCDEF operon encodes the biosynthetic machinery for this secondary metabolite. Here, we show that the function of five gene products encoded by the asb operon is necessary and sufficient for conversion of endogenous precursors to petrobactin using an in vitro system. In this pathway, the siderophore synthetase AsbB catalyzes formation of amide bonds crucial for petrobactin assembly through use of biosynthetic intermediates, as opposed to primary metabolites, as carboxylate donors. In solving the crystal structure of the B. anthracis siderophore biosynthesis protein B (AsbB), we disclose a three-dimensional model of a nonribosomal peptide synthetase-independent siderophore (NIS) synthetase. Structural characteristics provide new insight into how this bifunctional condensing enzyme can bind and adenylate multiple citrate-containing substrates followed by incorporation of both natural and unnatural polyamine nucleophiles. This activity enables formation of multiple end-stage products leading to final assembly of petrobactin. Subsequent enzymatic assays with the nonribosomal peptide synthetase-like AsbC, AsbD, and AsbE polypeptides show that the alternative products of AsbB are further converted to petrobactin, verifying previously proposed convergent routes to formation of this siderophore. These studies identify potential therapeutic targets to halt deadly infections caused by B. anthracis and other pathogenic bacteria and suggest new avenues for the chemoenzymatic synthesis of novel compounds.
• Flying under the radar: The non-canonical biochemistry and molecular biology of petrobactin from<i>Bacillus anthracis</i>
  作者：A.K. Hagan、P.E. Carlson、P.C. Hanna

  DOI：10.1111/mmi.13465

  日期：2016.10

  SummaryThe dramatic, rapid growth of Bacillus anthracis that occurs during systemic anthrax implies a crucial requirement for the efficient acquisition of iron. While recent advances in our understanding of B. anthracis iron acquisition systems indicate the use of strategies similar to other pathogens, this review focuses on unique features of the major siderophore system, petrobactin. Ways that petrobactin differs from other siderophores include: A. unique ferric iron binding moieties that allow petrobactin to evade host immune proteins; B. a biosynthetic operon that encodes enzymes from both major siderophore biosynthesis classes; C. redundancy in membrane transport systems for acquisition of Fe‐petrobactin holo‐complexes; and, D. regulation that appears to be controlled predominately by sensing the host‐like environmental signals of temperature, CO2 levels and oxidative stress, as opposed to canonical sensing of intracellular iron levels. We argue that these differences contribute in meaningful ways to B. anthracis pathogenesis. This review will also outline current major gaps in our understanding of the petrobactin iron acquisition system, some projected means for exploiting current knowledge, and potential future research directions.
• Enzymatic Logic of Anthrax Stealth Siderophore Biosynthesis:  AsbA Catalyzes ATP-Dependent Condensation of Citric Acid and Spermidine
  作者：Daniel Oves-Costales、Nadia Kadi、Mark J. Fogg、Lijiang Song、Keith S. Wilson、Gregory L. Challis

  DOI：10.1021/ja072391o

  日期：2007.7.1

  A unique combination of nonribosomal peptide synthetase (NRPS) and NRPS-independent siderophore (NIS) synthetase enzymes is known to be required for petrobactin biosynthesis in B. anthracis. Here it is shown that AsbA from B. anthracis, the first type A NIS synthetase to be biochemically characterized, catalyzes ATP-dependent regioselective condensation of citric acid with N8 of spermidine, but not

  Petrobactin 是一种铁螯合铁载体，最初从 Marinobactercarbonoclastus 中分离出来，已被证明在缺铁条件下的生长和致命的生物恐怖主义剂炭疽芽孢杆菌的毒力中发挥重要作用。最近显示它不与铁钙蛋白结合，使其被指定为可以避开哺乳动物免疫系统的“隐形铁载体”。已知非核糖体肽合成酶 (NRPS) 和不依赖 NRPS 的铁载体 (NIS) 合成酶的独特组合是炭疽芽孢杆菌中石油杆菌素生物合成所必需的。此处显示来自炭疽芽孢杆菌的 AsbA，第一种被生化表征的 A 型 NIS 合成酶，催化柠檬酸与亚精胺的 N8 的 ATP 依赖性区域选择性缩合，但不与 N1-(3,4-二羟基苯甲酰基)-亚精胺.