α-acetolactate

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 酮酸及其衍生物
• 英文名称: α-acetolactate
• 英文别名: acetolactate；2-(S)-2-hydroxy-2-methyl-3-oxo-4-butanoate；(2S)-2-hydroxy-2-methyl-3-oxobutanoate
• 化学式: C₅H₇O₄
• 分子量: 131.108
• InChiKey: NMDWGEGFJUBKLB-YFKPBYRVSA-M

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.1
• 重原子数：
  9
• 可旋转键数：
  1
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.6
• 拓扑面积：
  77.4
• 氢给体数：
  1
• 氢受体数：
  4

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  α-acetolactate 生成 (R)-acetoin
  参考文献：
  名称：

  CROUT, DAVID H. G.;RATHBONE, DANIEL L., J. CHEM. SOC. CHEM. COMMUN.,(1988) N 2, 98-99

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  piruvate 在 recombinant hexahistidine-tagged Escherichia coli apo-acetohydroxy acid synthase isozyme II 、 3-[(4-氨基-2-甲基-5-嘧啶基)甲基]-4-甲基-5-[4,6,6-三羟基-4,6-二氧-3,5-二氧-4,6-二磷(五)己-1-基]噻唑-3-鎓 、 magnesium sulfate 、 腺嘌呤黄素 作用下， 以 水 为溶剂， 生成 α-acetolactate
  参考文献：
  名称：

  缬氨酸375和苯丙氨酸109赋予的亲和力和特异性丙酮酸作为从在乙酰羟酸合酶II同工酶施主衬底大肠杆菌

  摘要：

  乙酰羟酸合酶（AHAS）是一种硫胺素依赖性磷酸酶，可催化丙酮酸与另一个丙酮酸分子（乙酰乙酸产物）或2-酮丁酸（乙酰羟丁酸产物）的缩合反应，这是生物合成支链氨基酸的第一步。在植物，细菌，藻类和真菌中。大肠杆菌的AHAS同工酶II相对于丙酮酸作为受体，对2-酮丁酸酯（2-KB）的特异性高60倍，这表明是由于2-KB的乙基取代基与Trp464的侧链在多个表面上的较强疏水相互作用所致催化步骤。在这里，我们阐明了赋予丙酮酸作为唯一的生理供体底物的特异性的分子决定簇。对丙酮酸起作用的ThDP酶POX亚家族的结构研究和序列比对表明，缬氨酸和苯丙氨酸与丙酮酸的甲基取代基疏水相互作用。进行了在这些位置（Val375Ala，Val375Ile和Phe109Met）处有取代的AHAS同工酶II变体的动力学和热力学研究。Val375变体的k值略有降低猫与表观的适度增加ķ中号丙酮酸，两者的底物亲和力和ķ猫在AHAS

  DOI：

  10.1021/bi100555q

文献信息

• Absolute configuration of the product of the acetolactate synthase reaction by a novel method of analysis using acetolactate decarboxylase
  作者：David H. G. Crout、Edward R. Lee、Daniel L. Rathbone

  DOI：10.1039/p19900001367

  日期：——

  2-oxobutanoate were incubated with acetolactate synthase [acetolactate pyruvate lyase (carboxylating, EC 4.1.3.18)] in the presence of acetolactate decarboxylase [(S)-2-hydroxy-2-methyl-3-oxobutanoate carboxy-lyase, EC 4.1.1.5)]. The exclusive production of 3-hydroxypentan-2-one showed that the α-acetohydroxybutyrate (2-ethyl-2-hydroxy-3-oxobutanoate) produced by acetolactate synthase had the (S)-configuration

  在乙酰乳酸脱羧酶[（S）-2-羟基-2-甲基-3-氧代丁酸羧裂合酶，EC的存在下，将丙酮酸和2-氧代丁酸与乙酰乳酸合酶[乙酰丙酮酸丙酮酸裂合酶（羧化，EC 4.1.3.18）]一起孵育。4.1.1.5）]。独家生产的3-羟基戊烷-2-酮表明，乙酰乳酸合酶生产的α-乙酰羟基丁酸酯（2-乙基-2-羟基-3-氧代丁酸酯）具有（S）构型。的能力乳酸脱羧酶催化（重排- [R ）衬底的对映异构体经由羧酸迁移使用[3,4研究13 Ç 2]-α-乙酰乳酸，其中正常底物重排的简并性被同位素标记破坏。观察到[1,2- 13 C 2 ]-和[3,4- 13 C 2 ]-乙醛的预测顺序形成。
• Metal Ions Play an Essential Catalytic Role in the Mechanism of Ketol–Acid Reductoisomerase
  作者：Sonya Tadrowski、Marcelo M. Pedroso、Volker Sieber、James A. Larrabee、Luke W. Guddat、Gerhard Schenk

  DOI：10.1002/chem.201600620

  日期：2016.5.23

  thermodynamic and spectroscopic techniques, the reaction mechanisms of both Escherichia coli and rice KARI have been investigated. We propose a conserved mechanism of catalysis, whereby a hydroxide, bridging the two Mg2+ ions in the active site, initiates the reaction by abstracting a proton from the C2 alcohol group of the substrate. While the μ‐hydroxide‐bridged dimetallic centre is pre‐assembled in the bacterial

  酮醇酸还原异构酶（KARI）是支链氨基酸生物合成途径中的一种Mg 2+依赖性酶。它催化了一个复杂的两部分反应：烷基迁移，然后是NADPH依赖的还原反应。两种反应都在一个活性位点内发生，但是特别是，对异构化步骤的机理知之甚少。在此，结合动力学，热力学和光谱技术，研究了大肠杆菌和大米KARI的反应机理。我们提出了一种保守的催化机理，即通过氢氧化物桥接两个Mg 2+活性位点中的离子通过从底物的C2醇基团中提取质子来引发反应。尽管在细菌酶中预先组装了由羟基氧化物桥接的双金属中心，但在植物中，KARI底物的结合会导致金属与金属之间的距离缩短，并伴随着氢氧化物桥的形成。只有Mg 2+能够促进异构化反应，这可能是由于在其他金属离子存在下底物结合不佳所致。
• The crystal structure of a bacterial Class II ketol-acid reductoisomerase: Domain conservation and evolution
  作者：Rajiv Tyagi、Stephane Duquerroy、Jorge Navaza、Luke W. Guddat、Ronald G. Duggleby

  DOI：10.1110/ps.051791305

  日期：2005.12

  first three-dimensional structure of any bacterial Class II KARI. The enzyme consists of two domains, one with mixed alpha/beta structure, which is similar to that found in other pyridine nucleotide-dependent dehydrogenases. The second domain is mainly alpha-helical and shows strong evidence of internal duplication. Comparison of the active sites between KARI of E. coli, Pseudomonas aeruginosa, and spinach

  酮酸还原异构酶（KARI; EC 1.1.1.86）催化了支链氨基酸生物合成中的两个步骤。跨物种的氨基酸序列比较显示，这种酶有两种类型：一种在真菌和大多数细菌中发现的短型（I类），以及一种植物典型的长型（II类）。每种晶体的结构以前已有报道。但是，某些细菌（如大肠杆菌）具有很长的形式，其氨基酸序列与植物中的氨基酸序列明显不同。在这里，我们报告了2.6 A分辨率的大肠杆菌酶的晶体结构，这是任何细菌II类KARI的第一个三维结构。该酶由两个结构域组成，一个结构域具有混合的α/β结构，与其他吡啶核苷酸依赖性脱氢酶中的结构域相似。第二个域主要是α-螺旋，并显示出内部重复的有力证据。大肠杆菌，铜绿假单胞菌和菠菜的KARI之间的活性位点比较表明，大多数残基占据活性位点的保守位置。大肠杆菌KARI结晶为四聚体，可能是生物活性单位。与此形成鲜明对比的是铜绿假单胞菌KARI和二聚体菠菜KARI。在大肠杆菌K
• Conformational Changes in a Plant Ketol-Acid Reductoisomerase upon Mg2+ and NADPH Binding as Revealed by Two Crystal Structures
  作者：Eleanor W.W. Leung、Luke W. Guddat

  DOI：10.1016/j.jmb.2009.04.012

  日期：2009.5

  Ketol-acid reductoisomerase (KARI; EC 1.1.1.86) is an enzyme in the branched-chain amino acid biosynthesis pathway where it catalyzes the conversion of 2-acetolactate into (2R)-2,3-dihydroxy-3-isovalerate or the conversion of 2-aceto-2-hydroxybutyrate into (2R,3R)-2,3-dihydroxy-3-methylvalerate. KARI catalyzes two reactions—alkyl migration and reduction—and requires Mg2+ and NADPH for activity. To

  酮酸还原异构酶（KARI; EC 1.1.1.86）是支链氨基酸生物合成途径中的一种酶，它催化2-乙酰乳酸转化为（2 R）-2,3-二羟基-3-异戊酸酯或将2-乙酰-2-羟基丁酸酯转化为（2 R，3 R）-2,3-二羟基-3-甲基戊酸酯。KARI催化两个反应-烷基迁移和还原-并需要Mg 2+和NADPH才能发挥活性。迄今为止，唯一报道的植物KARI的结构是菠菜酶Mn 2 + -（磷酸）ADP核糖-（2 R，3 R）-2,3-二羟基-3-甲基戊酸酯复合物和菠菜KARI的结构–Mg 2 + –NADPH– N-羟基-N-异丙基草酸酯复合物，其中N-羟基-N-异丙基草酸酯是预测的过渡态类似物。这些研究表明，该酶由两个域组成，即N域和C域，其活性位点位于这些域的界面上。在这里，我们确定了大米KARI–Mg 2+和大米KARI–Mg 2 +的结构–NADPH分别具有1.55Å和2.80Å的分辨率。在
• Regulation of branched-chain amino acid biosynthesis by α-acetolactate decarboxylase in<i>Streptococcus thermophilus</i>
  作者：C. Monnet、M. Nardi、P. Hols、M. Gulea、G. Corrieu、V. Monnet

  DOI：10.1046/j.1472-765x.2003.01326.x

  日期：2003.6

  Aims: To demonstrate the presence of an active α‐acetolactate decarboxylase in Streptococcus thermophilus and to investigate its physiological function.Methods and Results:  Streptococcus thermophilus CNRZ385 contains a gene encoding an α‐acetolactate decarboxylase. Comparison of the production of α‐acetolactate and its decarboxylation products, by the parent strain and an α‐acetolactate decarboxylase‐deficient mutant, demonstrated the presence of a control of the pool of α‐acetolactate by valine, leucine and isoleucine. This control occurs via an allosteric activation of the α‐acetolactate decarboxylase. Cell‐free extracts of S. thermophilus were not able to decarboxylate the isoleucine precursor α‐acetohydroxybutyrate.Conclusions: These results strongly suggest that one of the physiological functions of the α‐acetolactate decarboxylase in S. thermophilus is to regulate leucine and valine biosynthesis by diverting the flux of α‐acetolactate towards acetoin when the branched‐chain amino acids are present at a high concentration.Significance and Impact of the Study: Regulation of branched‐chain amino acid biosynthesis by α‐acetolactate decarboxylase may occur in several other micro‐organisms and explain some of their growth properties.

  目的：证明嗜热链球菌中存在活性α-乙酰乳酸脱羧酶，并研究其生理功能。方法与结果：嗜热链球菌CNRZ385含有编码α-乙酰乳酸脱羧酶的基因。通过比较亲本菌株和α-乙酰乳酸脱羧酶缺陷突变体的α-乙酰乳酸及其脱羧产物，证明α-乙酰乳酸的含量受缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的控制。这种控制是通过α-乙酰乳酸脱羧酶的变构激活实现的。嗜热链球菌的无细胞提取物不能对异亮氨酸前体α-乙酰羟基丁酸进行脱羧。结论：这些结果有力地表明，嗜热链球菌中α-乙酰乳酸脱羧酶的生理功能之一是，当支链氨基酸浓度较高时，通过将α-乙酰乳酸的流量转向乙酰丙酮来调节亮氨酸和缬氨酸的生物合成。研究意义和影响：α-乙酰乳酸脱羧酶对支链氨基酸生物合成的调节可能发生在其他几种微生物中，并解释了它们的一些生长特性。