Data Science-Driven Analysis of Substrate-Permissive Diketopiperazine Reverse Prenyltransferase NotF: Applications in Protein Engineering and Cascade Biocatalytic Synthesis of (−)-Eurotiumin A
作者:Samantha P. Kelly、Vikram V. Shende、Autumn R. Flynn、Qingyun Dan、Ying Ye、Janet L. Smith、Sachiko Tsukamoto、Matthew S. Sigman、David H. Sherman
DOI:10.1021/jacs.2c06631
日期:2022.10.26
functionalization prevalent in the biosynthesis of a diverse array of biologically active bacterial, fungal, plant, and metazoan diketopiperazine (DKP) alkaloids. Toward the development of a unified strategy for biocatalytic construction of prenylated DKP indole alkaloids, we sought to identify and characterize a substrate-permissive C2 reverse prenyltransferase (PT). As the first tailoring event within the biosynthesis
异戊二烯转移是一种早期碳氢键 (C–H) 功能化,普遍存在于多种具有生物活性的细菌、真菌、植物和后生动物二酮哌嗪 (DKP) 生物碱的生物合成中。为了开发异戊二烯化 DKP 吲哚生物碱生物催化构建的统一策略,我们试图鉴定和表征底物允许的 C2 反向异戊二烯基转移酶 (PT)。作为细胞毒性诺托酰胺代谢物生物合成中的第一个剪裁事件,PT NotF 催化短维胺 F 的 C2 反向异戊烯转移。解析 NotF 的晶体结构(与天然底物和异戊烯供体模拟物二甲基烯丙基 S-硫代二磷酸 (DMSPP) 形成复合物)揭示了一个大的,暴露于溶剂的活性位点,提示 NotF 可能具有非常广泛的底物范围。为了评估 NotF 的底物选择性,我们合成了一组 30 种空间和电子分化的色氨酸 DKP,其中大部分在合成有用的转化(2 至 >99%)中被 NotF 选择性异戊二烯化。该底物库的定量表示和描述性统计模型的开发提供了对