(R)-2-hydroxyglutarate | 117973-49-6

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 羟基酸及其衍生物
• 英文名称: (R)-2-hydroxyglutarate
• 英文别名: 2-hydroxy glutarate；2-hydroxyglutarate；2-HG；2-Hydroxypentanedioate
• CAS: 117973-49-6
• 化学式: C₅H₆O₅
• 分子量: 146.1
• InChiKey: HWXBTNAVRSUOJR-UHFFFAOYSA-L

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.3
• 重原子数：
  10
• 可旋转键数：
  2
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.6
• 拓扑面积：
  101
• 氢给体数：
  1
• 氢受体数：
  5

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  (R)-2-hydroxyglutarate 生成 2-氧代-戊二酸离子(2-) 、 (S)-2-hydroxyglutarate
  参考文献：
  名称：

  Skopan, Haike; Guenther, Helmut; Simon, Helmut, Angewandte Chemie, 1987, vol. 99, # 2, p. 139 - 141

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  2-氧代-戊二酸离子(2-) 在 bovine heart lactate dehydrogenase A 、 还原型辅酶Ⅰ 作用下， 以 aq. phosphate buffer 为溶剂， 生成 (R)-2-hydroxyglutarate
  参考文献：
  名称：

  L-2-Hydroxyglutarate production arises from noncanonical enzyme function at acidic pH

  摘要：

  酸化作用增强乳酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶介导的从α-酮戊二酸产生L-2-羟基戊二酸（L-2HG）的非特异性反应，并稳定HIF-1α水平。代谢物2-羟基戊二酸（2HG）可以作为D-R-或L-S-手性异构体产生，每种都能抑制涉及多种生物过程的α-酮戊二酸（αKG）依赖性酶。异柠檬酸脱氢酶（IDH）的致癌突变产生D-2HG，导致细胞分化的病理阻断。另一方面，氧气限制导致L-2HG积累，这可以促进正常细胞和恶性细胞对低氧应激的生理适应。在此，我们证明纯化的乳酸脱氢酶（LDH）和苹果酸脱氢酶（MDH）通过非特异性还原替代底物αKG，催化特异性产生L-2HG。酸性pH通过促进αKG的质子化形式，该形式结合到LDHA的底物结合口袋中的关键残基，从而增强L-2HG的产生。酸增强的L-2HG产生导致在常氧条件下稳定缺氧诱导因子1α（HIF-1α）。这些发现提供了关于微环境因素如何影响代谢物产生，从而改变细胞命运和功能的机制的见解。

  DOI：

  10.1038/nchembio.2307

文献信息

• Structural and Functional Studies of WlbA: A Dehydrogenase Involved in the Biosynthesis of 2,3-Diacetamido-2,3-dideoxy-<scp>d</scp>-mannuronic Acid,
  作者：James B. Thoden、Hazel M. Holden

  DOI：10.1021/bi101103s

  日期：2010.9.14

  3-Diacetamido-2,3-dideoxy-d-mannuronic acid (ManNAc3NAcA) is an unusual dideoxy sugar first identified nearly 30 years ago in the lipopolysaccharide of Pseudomonas aeruginosa O:3a,d. It has since been observed in other organisms, including Bordetella pertussis, the causative agent of whooping cough. Five enzymes are required for the biosynthesis of UDP-ManNAc3NAcA starting from UDP-N-acetyl-d-glucosamine. Here

  2,3-Diacetamido-2,3-dideoxy- d - mannuronic acid (ManNAc3NAcA) 是一种不寻常的双脱氧糖，近 30 年前首次在铜绿假单胞菌O:3a,d的脂多糖中被发现。此后在其他生物体中观察到它，包括百日咳的病原体百日咳博德特氏菌。五种酶所需的UDP-ManNAc3NAcA从UDP-起始生物合成Ñ乙酰基d -葡糖胺。在这里，我们描述了 WlbA 的结构研究，NAD 依赖性脱氢酶催化该途径的第二步，即将 UDP 连接的糖上的 C-3' 羟基氧化为酮基部分和 NAD 的还原+到 NADH。这种酶已被证明使用 α-酮戊二酸作为氧化剂来再生氧化的二核苷酸。在这项研究中，确定了三种不同的晶体结构：结合 NAD(H) 的酶、与 NAD(H) 和 α-酮戊二酸形成复合物的酶，以及与 NAD(H) 及其底物形成复合物的酶（ UDP- ñ乙酰基d -glucosa
• Nontargeted in vitro metabolomics for high-throughput identification of novel enzymes in Escherichia coli
  作者：Daniel C Sévin、Tobias Fuhrer、Nicola Zamboni、Uwe Sauer

  DOI：10.1038/nmeth.4103

  日期：2017.2

  A method to screen proteins for enzymatic activity by incubating purified or overexpressed proteins with a metabolite extract and measuring changes in metabolite abundance using mass spectrometry enables high-throughput characterization of functionally uncharacterized proteins in Escherichia coli. Our understanding of metabolism is limited by a lack of knowledge about the functions of many enzymes. Here, we develop a high-throughput mass spectrometry approach to comprehensively profile proteins for in vitro enzymatic activity. Overexpressed or purified proteins are incubated in a supplemented metabolome extract containing hundreds of biologically relevant candidate substrates, and accumulating and depleting metabolites are determined by nontargeted mass spectrometry. By combining chemometrics and database approaches, we established an automated pipeline for unbiased annotation of the functions of novel enzymes. In screening all 1,275 functionally uncharacterized Escherichia coli proteins, we discovered 241 potential novel enzymes, 12 of which we experimentally validated. Our high-throughput in vitro metabolomics method is generally applicable to any purified protein or crude cell lysate of its overexpression host and enables performing up to 1,200 nontargeted enzyme assays per working day.

  通过将纯化或过表达的蛋白质与代谢物提取物孵育，并使用质谱法测量代谢物丰度的变化，筛选蛋白质的酶活性，这种方法能够对大肠杆菌中功能未定的蛋白质进行高通量表征。我们对代谢的理解受到许多酶功能缺乏了解的限制。在这里，我们开发了一种高通量质谱法，用于全面分析蛋白质的体外酶活性。将过表达或纯化的蛋白质与含有数百种生物相关候选底物的补充代谢物提取物孵育，并通过非靶向质谱法确定累积和耗竭的代谢物。通过结合化学计量学和数据库方法，我们建立了一个自动化的管道，用于对新型酶的功能进行无偏注解。在筛选所有1275种功能未定的大肠杆菌蛋白质时，我们发现了241种潜在的新型酶，其中12种通过实验验证。我们的高通量体外代谢组学方法通常适用于任何纯化的蛋白质或过表达宿主的粗细胞裂解液，每个工作日最多可以进行1200次非靶向酶检测。
• Quantifying Reductive Amination in Nonenzymatic Amino Acid Synthesis
  作者：Robert J. Mayer、Joseph Moran

  DOI：10.1002/anie.202212237

  日期：2022.11.25

  Why does biochemical amino acid synthesis proceed the way it does? Kinetic and mechanistic experiments with a model hydride donor were used to determine the intrinsic electrophilic reactivities of keto acids in reduction and reductive amination reactions. Comparing the nonenzymatic reactivity trends with those found in biology provides new insight into the structure of amino acid metabolism.

  为什么生化氨基酸合成会这样进行？使用模型氢化物供体进行动力学和机械实验来确定酮酸在还原和还原胺化反应中的固有亲电反应性。将非酶反应趋势与生物学中发现的趋势进行比较，为氨基酸代谢结构提供了新的见解。
• A prebiotic Krebs cycle analog generates amino acids with H2 and NH3 over nickel
  作者：Harpreet Kaur、Sophia A. Rauscher、Emilie Werner、Youngdong Song、Jing Yi、Wahnyalo Kazöne、William F. Martin、Harun Tüysüz、Joseph Moran

  DOI：10.1016/j.chempr.2024.02.001

  日期：2024.2

  nonenzymatic reductive amination of six biological ketoacids and glyoxylate to give the corresponding amino acids in good yields using ammonium concentrations ranging from 6 to 150 mM. Catalytic amounts of nickel or ground meteorites enable these reactions at 22°C and pH 8. The same conditions promote an H-dependent ketoacid-forming reductive aldol chemistry that co-occurs with reductive amination, producing

  大约 40 亿年来，氢 (H) 一直为微生物的新陈代谢提供动力。最近的发现还发现，它还为最古老的生物碳固定途径的地球化学类似物提供了燃料，这揭示了新陈代谢的起源。然而，目前尚不清楚H是否可以维持更复杂的非酶反应网络。在这里，我们表明，使用 6 至 150 mM 的铵浓度，H 驱动六种生物酮酸和乙醛酸的非酶还原胺化，以良好的产率产生相应的氨基酸。催化量的镍或磨碎的陨石在 22°C 和 pH 8 下能够实现这些反应。相同的条件促进 H 依赖性酮酸形成还原羟醛化学，该化学与还原胺化同时发生，产生类似于氨基酸合成的连续反应网络古代微生物的代谢核心。这些结果支持了这样的假设：最早的生化网络可能在没有酶或 RNA 的情况下出现。
• ALPHA-HYDROXYGLUTARIC ACID SYNTHETASE
  作者：Henry C. Reeves、Samuel J. Ajl

  DOI：10.1128/jb.84.1.186-187.1962

  日期：1962.7