10-(2,3,4,5-四羟基戊基)-1H-嘧啶并[6,5-b]喹啉-2,4,8-三酮 | 37333-48-5

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机杂环化合物 - 喹啉及其衍生物
• 中文名称: 10-(2,3,4,5-四羟基戊基)-1H-嘧啶并[6,5-b]喹啉-2,4,8-三酮
• 英文名称: 7,8-didemethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavin
• 英文别名: 8-hydroxy-10-[(2S,3S,4R)-2,3,4,5-tetrahydroxypentyl]pyrimido[4,5-b]quinoline-2,4(3H,10H)-dione；1-deoxy-1-(8-hydroxy-2,4-dioxo-2,3,4,10-tetrahydropyrimido[4,5-b]quinoline-10-yl)-D-ribitol；deaza-7,8-didemethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavin
• CAS: 37333-48-5
• 化学式: C₁₆H₁₇N₃O₇
• 分子量: 363.327
• InChiKey: AUEILLWDYUBWCM-XQQFMLRXSA-N

物化性质

• 溶解度：
  二甲基亚砜：5 mg/mL（13.76 mM）

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.03
• 重原子数：
  26.0
• 可旋转键数：
  5.0
• 环数：
  3.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.31
• 拓扑面积：
  168.9
• 氢给体数：
  6.0
• 氢受体数：
  9.0

制备方法与用途

生物活性

Coenzyme FO 是一种脱氮黄素发色团，在产甲烷途径中起着重要的氢化物受体/供体作用。其形成由两种独立的半胱氨酸-腺苷-S-甲基转移酶（radical SAM）活性位点调节，分别位于 CofG 和 CofH 酶中或共同存在于 FbiC 酶中。这两个 radical SAM 域构成了 Fo 合成酶的功能域。

在极端嗜热甲烷球菌属（Methanocaldococcus jannaschii）中，Coenzyme F420 通过八种酶的作用被合成，并形成脱氮黄素色原（Fo），这是最后一个未解决的步骤。Coenzyme F420 是甲烷生成代谢中的中心低还原电位电子载体。它在氢气作用下由依赖 Coenzyme F420 的氢化酶还原。

在分枝杆菌中，Coenzyme F420 作为特定葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（Fgd）的辅因子参与了水合转移反应。Coenzyme F420 在所有甲烷生成和某些非甲烷生成古菌中普遍存在，并参与能量代谢、NADP 还原、氧解毒以及硫代硫酸盐还原过程。通过将 NO2 转化为 NO 并利用 Coenzyme F420H2，结核分枝杆菌（M. tuberculosis）可以降低巨噬细胞抗菌作用的有效性。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  10-(2,3,4,5-四羟基戊基)-1H-嘧啶并[6,5-b]喹啉-2,4,8-三酮 在 吡啶 、 盐酸 作用下， 以 氯仿 为溶剂， 反应 0.5h， 生成
  参考文献：
  名称：

  首次全合成氧化还原辅酶因子420

  摘要：

  甲烷氧化还原酶辅酶因子420（F 420）的第一个全合成是通过在受保护的10- D -ribityl-8-羟基-5-deazaisoalloxazine部分和一个肽部分之间形成一个磷酸三酯键来实现的（L-乳酸-γ- L-谷氨酰基）-L-谷氨酸三苄基酯，通过亚磷酸三酯方法，使用β，β，β-三氯乙基二氯亚磷酸酯，随后连续脱保护。

  DOI：

  10.1039/c39880000524
• 作为产物：
  描述：

  3-(叔丁基二甲基甲硅烷基氧基)苯胺 在 sodium tetrahydroborate 作用下， 以 甲醇 、 乙醇 、 N,N-二甲基甲酰胺 为溶剂， 反应 23.5h， 生成 10-(2,3,4,5-四羟基戊基)-1H-嘧啶并[6,5-b]喹啉-2,4,8-三酮
  参考文献：
  名称：

  Convenient synthesis of deazaflavin cofactor FO and its activity in F₄₂₀-dependent NADP reductase

  摘要：

  修订后的FO合成，一种5-去氮黄素辅因子，并且它在Fno中作为F₄₂₀辅因子的替代物的活性。

  DOI：

  10.1039/c5ob00365b

文献信息

• A robust synthesis of 7,8-didemethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavin
  作者：Matthias Bender、Henrik Mouritsen、Jens Christoffers

  DOI：10.3762/bjoc.12.89

  日期：——

  The biosynthetic precursor of redox cofactor F420, 7,8-didemethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavin, was prepared in four steps from 6-chlorouracil, 2-chloro-4-hydroxybenzaldehyde and bis-isopropylidene protected D-ribose. The latter aldehyde was transformed to the corresponding protected ribitylamine via the oxime, which was submitted to reduction with LiAlH₄. Key advantage compared to previous syntheses is the utilization of a polyol-protective group which allowed the chromatographic purification of a key-intermediate product providing the target compound with high purity.

  红氧化还原辅因子F420的生物合成前体7,8-二去甲基-8-羟基-5-去氮核黄素，从6-氯尿嘧啶、2-氯-4-羟基苯甲醛和双异丙基保护的D-核糖经过四个步骤制备而成。后一种醛经过肟转化为相应的保护核黄糖胺，然后通过LiAlH4还原。与先前合成方法相比的关键优势在于利用了多元醇保护基，使得可以通过色谱纯化一个关键中间产物，从而提供高纯度的目标化合物。
• Synthesis of 8-demethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavins
  作者：Wallace T. Ashton、Ronald D. Brown

  DOI：10.1002/jhet.5570170813

  日期：1980.12

  (7,8-didemethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavin), the flavin moiety of Methanobacterium coenzyme F420, and its 7-methyl analog were prepared by acid-catalyzed reaction of appropriately substituted 6-(N-D-ribitylanilino)uracils with trimethyl or triethyl orthoformate followed by deprotection.

  1-脱氧1-（3,4-二氢-8-羟基-2,4-二氧嘧啶基[4,5 - b ]喹啉-10-（2 H）-基）-D-核糖醇（7,8-二甲基- 8-羟基-5- deazariboflavin）的黄素部分甲烷辅酶˚F 420，和其7-甲基类似物被适当取代的6-（的酸催化反应制备ñ -D-ribitylanilino）尿嘧啶与三甲基或原甲酸三乙酯，然后通过脱保护。
• Deazaflavin cofactor boosts earthworms <i>Henlea</i> bioluminescence
  作者：Valentin N. Petushkov、Matvey V. Vavilov、Igor A. Ivanov、Rustam H. Ziganshin、Natalia S. Rodionova、Ilia V. Yampolsky、Aleksandra S. Tsarkova、Maxim A. Dubinnyi

  DOI：10.1039/d2ob01946a

  日期：——

  and activated Henlea sp. bioluminescence. The bioluminescence enhancement factor X was measured at different ActH concentrations and the Michaelis constant Km = 0.22 ± 0.01 μM was obtained by nonlinear regression. At an excess of synthetic ActH, the factor X was saturated at Xmax = 33.3 ± 0.5, thus opening an avenue to further characterisation of the Henlea sp. bioluminescence system. ActH did not produce

  西伯利亚蚯蚓Henlea的生物发光sp。发现在热提取物中发现的两种低分子量活化剂（称为 ActH 和 ActS）增强了活性。激活剂的荧光发射最大值与峰值为 464 nm 的生物发光光谱相匹配。我们从 200 条蠕虫中纯化了 4.3 和 8.8 微克的 ActH 和 ActS，并使用深度碎片化的 orbitrap HRMS 和配备低温探针的 1D/2D NMR 对其进行了研究。使用化学位移预测服务、结构解析软件和数据库搜索确定了它们的化学结构。ActH 被鉴定为核黄素类似物古生菌辅助因子 F0，即 7,8-didemethyl-8-hydroxy-5-deazariboflavin。ActS 是一种新型化合物，即在 3' 核糖基羟基处硫酸化的 ActH。我们为 ActH 设计并实施了一种新的四步合成策略，其性能优于以前的合成方法。亨丽亚服务提供商。生物发光。在不同的 ActH 浓度下测量生物发光增强因子X
• Biosynthesis of F₀, Precursor of the F₄₂₀ Cofactor, Requires a Unique Two Radical-SAM Domain Enzyme and Tyrosine as Substrate
  作者：Laure Decamps、Benjamin Philmus、Alhosna Benjdia、Robert White、Tadhg P. Begley、Olivier Berteau

  DOI：10.1021/ja307762b

  日期：2012.11.7

  Cofactors play key roles in metabolic pathways. Among them F-420 has proved to be a very attractive target for the selective inhibition of archaea and actinobacteria. Its biosynthesis, in a unique manner, involves a key enzyme, F-0-synthase. This enzyme is a large monomer in actinobacteria, while it is constituted of two subunits in archaea and cyanobacteria. We report here the purification of both types of F-0-synthase and their in vitro activities. Our study allows us to establish that F-0-synthase, from both types, uses 5-amino-6-ribitylamino-2,4(1H,3H)-pyrimidinedione and tyrosine as substrates but not 4-hydroxylphenylpyruvate as previously suggested. Furthermore, our data support the fact that F-0-synthase generates two 5'-deoxyadenosyl radicals for catalysis which is unprecedented in reaction catalyzed by radical SAM enzymes.
• Biosynthetic Versatility and Coordinated Action of 5′-Deoxyadenosyl Radicals in Deazaflavin Biosynthesis
  作者：Benjamin Philmus、Laure Decamps、Olivier Berteau、Tadhg P. Begley

  DOI：10.1021/ja513287k

  日期：2015.4.29

  Coenzyme F-420 is a redox cofactor found in methanogens and in various actinobacteria. Despite the major biological importance of this cofactor, the biosynthesis of its deazaflavin core (8-hydroxy-5-deazaflavin, F-o) is still poorly understood. F-o synthase, the enzyme involved, is an unusual multidomain radical SAM enzyme that uses two separate 5'-deoxyadenosyl radicals to catalyze F-o formation. In this paper, we report a detailed mechanistic study on this complex enzyme that led us to identify (1) the hydrogen atoms abstracted from the substrate by the two radical SAM domains, (2) the second tyrosine-derived product, (3) the reaction product of the CofH-catalyzed reaction, (4) the demonstration that this product is a substrate for CofG, and (5) a stereochemical study that is consistent with the formation of a p-hydroxybenzyl radical at the CofH active site. These results enable us to propose a mechanism for F-o synthase and uncover a new catalytic motif in radical SAM enzymology involving the use of two 5'-deoxyadenosyl radicals to mediate the formation of a complex heterocycle.