(E)-1-hydroxy-2-methylbut-2-enyl 4-diphosphate

• 分子结构分类: 有机化合物 - 脂质和类脂质分子 - 异戊烯醇脂质
• 英文名称: (E)-1-hydroxy-2-methylbut-2-enyl 4-diphosphate
• 英文别名: (E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl diphosphate；(E)-4-hydroxy-3-methyl-but-2-enyl pyrophosphate；HMBPP；(E)-4-hydroxy-3-methyl-2-butenyl diphosphate；(2E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl diphosphate；[[(E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-enoxy]-oxidophosphoryl] phosphate
• 化学式: C₅H₉O₈P₂
• 分子量: 259.069
• InChiKey: MDSIZRKJVDMQOQ-GORDUTHDSA-K

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.6
• 重原子数：
  15
• 可旋转键数：
  5
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.6
• 拓扑面积：
  142
• 氢给体数：
  1
• 氢受体数：
  8

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  (E)-1-hydroxy-2-methylbut-2-enyl 4-diphosphate 、 氢(+1)阳离子 、 水 、 FMN 生成 2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate 、 1-Deoxy-1-(7,8-dimethyl-2,4-dioxidobenzo[g]pteridin-10(5H)-yl)-5-O-phosphonopentitol
  参考文献：
  名称：

  萜烯非甲羟戊酸途径的研究：GcpE（IspG）蛋白的作用。

  摘要：

  为表达xylB基因和非甲羟戊酸途径的基因而工程化的重组大肠杆菌细胞提供了（13）C标记的1-deoxy-D-xylulose。细胞提取物直接通过NMR光谱分析。（13）在表达xylB，ispC，ispD，ispE和ispF的细胞中高水平检测到C标记的2C-甲基-D-赤藓糖醇2,4-环二磷酸。gcpE基因的额外表达提供了1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基4-二磷酸酯作为非甲羟戊酸途径的中间体。提出了涉及保守的半胱氨酸残基的假设机制，用于将2C-甲基-D-赤藓糖醇2,4-环二磷酸酶转化为GcpE蛋白催化的1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基4-二磷酸。

  DOI：

  10.1073/pnas.201399298
• 作为产物：
  描述：

  一氧化异戊二烯 在 四氯化钛 作用下， 以 二氯甲烷 、 乙腈 为溶剂， 反应 3.5h， 生成 (E)-1-hydroxy-2-methylbut-2-enyl 4-diphosphate
  参考文献：
  名称：

  Studies on the non-mevalonate isoprenoid biosynthetic pathway. Simple methods for preparation of isotope-labeled (E)-1-hydroxy-2-methylbut-2-enyl 4-diphosphate

  摘要：

  (E)-1-羟基-2-甲基-2-烯基but-2-yl 4-二磷酸酯（6）作为isoprenoid生物合成途径的中间体，最近通过1-脱氧-D-木在外面5-磷酸酯的途径被检测出来。该化合物通过两步合成，底物起点为2-甲基-2-烯基氧环戊二烯酸酯，总体产率达到72%。本研究还报道了一种四种步骤的方法，使同一底物出发生成[1-H-3]-6和[1-H-2(1)]-6，其中氢同位素的引入均在最后一反应步骤中完成，起始材料用含 deuterated 或 tritiated 的 sodium borohydride 处理。The radiochemical yield of [1-H-3]-6 was 15%。 （C）2002 Elsevier Science Ltd。All rights reserved。

  DOI：

  10.1016/s0040-4039(02)02195-0

文献信息

• A Facile Cell Free Synthesis of Isotopically Labeled (E)-4-Hydroxy-3-methylbut-2-enyl Diphosphate, a Precursor of the Plant Hormone Zeatin
  作者：Maja Raschke、Monika Fellermeier、Meinhart H. Zenk

  DOI：10.1002/hlca.200590116

  日期：2005.6

  (E)-4-Hydroxy-3-methylbut-2-enyl diphosphate (1) is a key intermediate of the deoxyxylulose phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis and a precursor of the plant hormone zeatin. The availability of this intermediate with various labeling patterns is pivotal for its use in biosynthetic studies. The number of positions, however, that can be easily labeled by chemical synthesis is limited, and the

  （E）-4-羟基-3-甲基丁-2-烯基二磷酸（1）是类异戊二烯生物合成的脱氧木酮糖磷酸途径的关键中间体，是植物激素玉米素的前体。具有各种标记模式的这种中间体的可用性对于其在生物合成研究中的应用至关重要。然而，可以通过化学合成容易地标记的位置数目受到限制，并且通过重组酶进行的合成是费力且费时的。我们证明了辣椒融化后酶活性受到损害的辣椒的色细胞积累了1。该观察结果为开发无细胞系统奠定了基础，该系统可合成带有各种位置标记的中间体。以2 C-甲基-D-赤藓糖醇2，4-环二磷酸酯（5）为底物，产率为50％。
• The deoxyxylulose phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis: Studies on the mechanisms of the reactions catalyzed by IspG and IspH protein
  作者：Felix Rohdich、Ferdinand Zepeck、Petra Adam、Stefan Hecht、Johannes Kaiser、Ralf Laupitz、Tobias Gräwert、Sabine Amslinger、Wolfgang Eisenreich、Adelbert Bacher、Duilio Arigoni

  DOI：10.1073/pnas.0337742100

  日期：2003.2.18

  purified IspH protein to catalyze the conversion of 1-hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl 4-diphosphate into a 6:1 mixture of isopentenyl diphosphate and dimethylallyl diphosphate at a rate of 0.4 micromol x min(-1) x mg(-1). IspH protein could also be activated by a mixture of flavodoxin, flavodoxin reductase, and NADPH at a rate of 3 nmol x min(-1) x mg(-1). The striking similarities of IspG and IspH protein

  早期的体内研究表明，IspG 和 IspH 蛋白的连续作用对于 2C-甲基-d-赤藓糖醇 2,4-环二磷酸通过 1-羟基-2-甲基-还原转化为二甲基烯丙基二磷酸和异戊烯基二磷酸至关重要。 2-(E)-丁烯基4-二磷酸酯。从重组大肠杆菌菌株中纯化包含麦芽糖结合蛋白和IspG蛋白结构域的重组融合蛋白。纯化的蛋白未能将2C-甲基-d-赤藓糖醇2,4-环二磷酸转化为1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基4-二磷酸，但通过添加粗细胞可以恢复催化活性ispG 缺陷型大肠杆菌突变体的提取物。这表明需要辅助蛋白质，可能作为氧化还原等价物的穿梭机。通过光还原 10-甲基-5-脱氮杂-异恶嗪激活，重组蛋白催化 2C-甲基-d-赤藓糖醇 2,4 形成 1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基 4-二磷酸-环二磷酸盐的浓度为 1 nmol x min(-1) x mg(-1)。类似地，通过光还原 10-甲基-5-脱氮杂-异咯嗪的活化，纯化的
• Studies on the nonmevalonate terpene biosynthetic pathway: Metabolic role of IspH (LytB) protein
  作者：Felix Rohdich、Stefan Hecht、Katrin Gärtner、Petra Adam、Cornelia Krieger、Sabine Amslinger、Duilio Arigoni、Adelbert Bacher、Wolfgang Eisenreich

  DOI：10.1073/pnas.032658999

  日期：2002.2.5

  Isopentenyl diphosphate and dimethylallyl diphosphate serve as the universal precursors for the biosynthesis of terpenes. Although their biosynthesis by means of mevalonate has been studied in detail, a second biosynthetic pathway for their formation by means of 1-deoxy- d -xylulose 5-phosphate has been discovered only recently in plants and certain eubacteria. Earlier in vivo experiments with recombinant Escherichia coli strains showed that exogenous 1-deoxy- d -xylulose can be converted into 1-hydroxy-2-methyl-2-( E )-butenyl 4-diphosphate by the consecutive action of enzymes specified by the xylB and ispCDEFG genes. This article describes the transformation of exogenous [U- ¹³ C ₅ ]1-deoxy- d -xylulose into a 5:1 mixture of [U- ¹³ C ₅ ]isopentenyl diphosphate and [U- ¹³ C ₅ ]dimethylallyl diphosphate by an E. coli strain engineered for the expression of the ispH (lytB) gene in addition to recombinant xylB and ispCDEFG genes.

  异戊烯二磷酸和二甲基烯丙基二磷酸是萜类生物合成的通用前体。虽然它们通过甲烷基途径的生物合成已经被详细研究，但是最近在植物和某些真细菌中发现了通过1-去氧-D-木糖醛5-磷酸形成它们的第二种生物合成途径。早期的重组大肠杆菌体内实验表明，外源的1-去氧-D-木糖醛可以通过由xylB和ispCDEFG基因编码的酶的连续作用转化为1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基4-二磷酸。本文描述了通过表达ispH（lytB）基因的重组大肠杆菌菌株，将外源的[U-13C5]1-去氧-D-木糖醛转化为[U-13C5]异戊烯二磷酸和[U-13C5]二甲基烯丙基二磷酸的5:1混合物的转化过程，此外还重组了xylB和ispCDEFG基因。
• Biosynthesis of terpenes: Studies on 1-hydroxy-2-methyl-2-( <i>E</i> )-butenyl 4-diphosphate reductase
  作者：Petra Adam、Stefan Hecht、Wolfgang Eisenreich、Johannes Kaiser、Tobias Gräwert、Duilio Arigoni、Adelbert Bacher、Felix Rohdich

  DOI：10.1073/pnas.182412599

  日期：2002.9.17

  Earlier in vivo studies showed the involvement of IspH protein in the conversion of 1-hydroxy-2-methyl-2-( E )-butenyl 4-diphosphate into isopentenyl diphosphate (IPP) and dimethylallyl diphosphate (DMAPP). We have demonstrated now that cell extract of an Escherichia coli strain engineered for hyperexpression of the ispH ( lytB ) gene catalyzes the in vitro conversion of 1-hydroxy-2-methyl-2-( E )-butenyl 4-diphosphate into IPP and DMAPP. The reaction requires NADH, FAD, divalent cations (preferably Co ²⁺ ), and probably one or more as-yet-unidentified proteins. The low intrinsic catalytic activities of wild-type E. coli cell extract and isolated chromoplasts of red pepper ( Capsicum annuum ) are enhanced by the addition of purified recombinant IspH protein.

  早期的体内研究表明IspH蛋白参与将1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基4-二磷酸转化为异戊二烯二磷酸（IPP）和二甲基烯丙基二磷酸（DMAPP）。我们现在证明，经过高表达ispH（lytB）基因的大肠杆菌工程菌株的细胞提取物可以在体外催化1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基4-二磷酸转化为IPP和DMAPP。该反应需要NADH、FAD、双价阳离子（最好是Co2+）和可能还需要一个或多个尚未鉴定的蛋白质。野生型大肠杆菌细胞提取物和红辣椒（Capsicum annuum）的分离色素体的内在催化活性通过添加纯化的重组IspH蛋白得到增强。
• Cyanobacterial Non-mevalonate Pathway
  作者：Ken Okada、Toshiharu Hase

  DOI：10.1074/jbc.m500865200

  日期：2005.5

  (E)-4-Hydroxy-3-methylbut-2-enyl diphosphate synthase (GcpE), which catalyzes the conversion of 2-C-methyl-D-erythritol cyclodiphosphate (MEcPP) into (E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl diphosphate (HMBPP), is an essential enzyme of the non-mevalonate (2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate (MEP)) pathway for isoprenoid biosynthesis. The terminal steps of the MEP pathway are still not fully understood, although

  （E）-4-羟基-3-甲基丁-2-烯基二磷酸合酶（GcpE），催化2-C-甲基-D-赤藓糖醇环二磷酸酯（MEcPP）转化为（E）-4-羟基-3-甲基丁-2-烯基二磷酸（HMBPP）是类异戊二烯生物合成过程中非甲羟戊酸（2-C-甲基-D-赤藓糖-4-磷酸（MEP））途径必不可少的酶。尽管该途径对于在各种生物（例如蓝细菌，藻类和高等植物的质体以及人类疟疾寄生虫的原生质体）中存活是必需的，但仍未完全理解MEP途径的最终步骤。为了确定嗜热蓝细菌GcpE的有效氧化还原伙伴，我们已经在大肠杆菌中表达了gcpE和petF基因，并研究了GcpE蛋白与嗜热蓝藻Thermosynechococcus elongatus BP-1的铁氧还蛋白I（PetF）的相互作用。重组GcpE蛋白通过N端His（6）标签纯化，并重组为[4Fe-4S]（2+）金属蛋白。通过设计用于检测蛋白质-蛋白质相互作用的细菌双杂交系统，表