Spermidine(3+)

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机氮化合物
• 英文名称: Spermidine(3+)
• 英文别名: 4-azaniumylbutyl(3-azaniumylpropyl)azanium
• 化学式: C7H22N3+3
• 分子量: 148.27
• InChiKey: ATHGHQPFGPMSJY-UHFFFAOYSA-Q

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1
• 重原子数：
  10
• 可旋转键数：
  7
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  1.0
• 拓扑面积：
  71.9
• 氢给体数：
  3
• 氢受体数：
  0

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  L-lysine residue 、 Spermidine(3+) 生成 deoxyhypusine residue 、 Trimethylenediaminium
  参考文献：
  名称：

  嘧啶合酶是吡咯烷核生物碱生物合成的第一种途径特异性酶，它是从脱氧嘧啶合酶进化而来的。

  摘要：

  吡咯烷核生物碱是预先形成的具有零星系统发生分布的植物防御化合物。人们认为它们是根据食草动物的选择压力进化而来的。这些生物碱的第一个途径特异性中间体是稀有的多胺高嘧啶，它是由高嘧啶合酶（HSS）合成的。克隆了来自千里光的HSS基因，并显示其衍生自脱氧hypusine合酶（DHS）基因，该基因在所有真核生物和古细菌中高度保守。DHS催化了翻译起始因子5A（eIF5A）激活的第一步，这对于真核细胞增殖至关重要，它是HIV-1 Rev调节蛋白的辅助因子。

  DOI：

  10.1073/pnas.96.26.14777
• 作为产物：
  描述：

  Spermine monoaldehyde 生成 丙烯醛 、 Spermidine(3+)
  参考文献：
  名称：

  Ambroziak W.; Pietruszko R., J Biol Chem, 1991, 0021-9258, 13011-8

  摘要：

  DOI：

文献信息

• Enzymatic Logic of Anthrax Stealth Siderophore Biosynthesis:  AsbA Catalyzes ATP-Dependent Condensation of Citric Acid and Spermidine
  作者：Daniel Oves-Costales、Nadia Kadi、Mark J. Fogg、Lijiang Song、Keith S. Wilson、Gregory L. Challis

  DOI：10.1021/ja072391o

  日期：2007.7.1

  A unique combination of nonribosomal peptide synthetase (NRPS) and NRPS-independent siderophore (NIS) synthetase enzymes is known to be required for petrobactin biosynthesis in B. anthracis. Here it is shown that AsbA from B. anthracis, the first type A NIS synthetase to be biochemically characterized, catalyzes ATP-dependent regioselective condensation of citric acid with N8 of spermidine, but not

  Petrobactin 是一种铁螯合铁载体，最初从 Marinobactercarbonoclastus 中分离出来，已被证明在缺铁条件下的生长和致命的生物恐怖主义剂炭疽芽孢杆菌的毒力中发挥重要作用。最近显示它不与铁钙蛋白结合，使其被指定为可以避开哺乳动物免疫系统的“隐形铁载体”。已知非核糖体肽合成酶 (NRPS) 和不依赖 NRPS 的铁载体 (NIS) 合成酶的独特组合是炭疽芽孢杆菌中石油杆菌素生物合成所必需的。此处显示来自炭疽芽孢杆菌的 AsbA，第一种被生化表征的 A 型 NIS 合成酶，催化柠檬酸与亚精胺的 N8 的 ATP 依赖性区域选择性缩合，但不与 N1-(3,4-二羟基苯甲酰基)-亚精胺.
• Petrobactin biosynthesis: AsbB catalyzes condensation of spermidine with N8-citryl-spermidine and its N1-(3,4-dihydroxybenzoyl) derivative
  作者：Daniel Oves-Costales、Nadia Kadi、Mark J. Fogg、Lijiang Song、Keith S. Wilson、Gregory L. Challis

  DOI：10.1039/b809353a

  日期：——

  virulence-conferring siderophore petrobactin in Bacillus anthracis, is shown to catalyze efficient ATP-dependent condensation of spermidine, but not N1-(3,4-dihydroxbenzoyl)-spermidine, with N8-citryl-spermidine or N1-(3,4-dihydroxbenzoyl)-N8-citryl-spermidine, suggesting that N1-(3,4-dihydroxbenzoyl)-spermidine is very unlikely to be a significant intermediate in petrobactin biosynthesis, contrary to previous

  AsbB 酶参与炭疽芽孢杆菌中赋予毒力的铁载体岩杆菌素的生物合成，显示可催化亚精胺与 N8- citryl-spermidine 或 N1-(3,4-dihydroxybenzoyl)-N8-citryl-spermidine，表明 N1-(3,4-dihydroxybenzoyl)-spermidine 不太可能是 petrobactin 生物合成中的重要中间体，这与之前的建议相反。
• Heterologous Expression and Biochemical Characterization of a Polyamine Oxidase from Arabidopsis Involved in Polyamine Back Conversion
  作者：Paraskevi Tavladoraki、Marianna Nicoletta Rossi、Giuseppe Saccuti、Miguel Angel Perez-Amador、Fabio Polticelli、Riccardo Angelini、Rodolfo Federico

  DOI：10.1104/pp.106.080911

  日期：2006.8.1

  Polyamine oxidase (PAO) is a flavin adenine dinucleotide-dependent enzyme involved in polyamine catabolism. Animal PAOs oxidize spermine (Spm), spermidine (Spd), and/or their acetyl derivatives to produce H2O2, an aminoaldehyde, and Spd or putrescine, respectively, thus being involved in a polyamine back-conversion pathway. On the contrary, plant PAOs that have been characterized to date oxidize Spm and Spd to produce 1,3-diaminopropane, H2O2, and an aminoaldehyde and are therefore involved in the terminal catabolism of polyamines. A database search within the Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) genome sequence showed the presence of a gene (AtPAO1) encoding for a putative PAO with 45% amino acid sequence identity with maize (Zea mays) PAO. The AtPAO1 cDNA was isolated and cloned in a vector for heterologous expression in Escherichia coli. The recombinant protein was purified by affinity chromatography on guazatine-Sepharose 4B and was shown to be a flavoprotein able to oxidize Spm, norspermine, and N1-acetylspermine with a pH optimum at 8.0. Analysis of the reaction products showed that AtPAO1 produces Spd from Spm and norspermidine from norspermine, demonstrating a substrate oxidation mode similar to that of animal PAOs. To our knowledge, AtPAO1 is the first plant PAO reported to be involved in a polyamine back-conversion pathway.

  多胺氧化酶（PAO）是一种依赖于黄素腺嘌呤二核苷酸的酶，参与多胺降解。动物PAOs氧化精胺（Spm）、亚精胺（Spd）和/或它们的乙酰衍生物，产生H2O2、氨基醛和Spd或腐胺，因此参与多胺回转途径。相反，到目前为止已经表征的植物PAOs氧化Spm和Spd，产生1,3-二氨基丙烷、 和氨基醛，因此参与多胺的末端降解。在拟南芥（拟南芥）基因组序列中进行数据库搜索，显示存在一个编码推测PAO的基因（AtPAO1），其氨基酸序列同玉米（玉米）PAO具有45％的同源性。 AtPAO1 cDNA被分离并克隆到Escherichia coli的载体中进行异源表达。亲和层析在guazatine-Sepharose 4B上纯化重组蛋白，并显示为一种能够在pH 8.0下氧化Spm、norspermine和N1-acetylspermine的黄素蛋白。反应产物的分析表明，AtPAO1从Spm产生Spd，从norspermine产生norspermidine，证明其底物氧化模式类似于动物PAOs。据我们所知，AtPAO1是首个报道参与多胺回转途径的植物PAO。

• Histone deacetylase 10 structure and molecular function as a polyamine deacetylase
  作者：Yang Hai、Stephen A. Shinsky、Nicholas J. Porter、David W. Christianson

  DOI：10.1038/ncomms15368

  日期：——

  (HDAC10) is a robust polyamine deacetylase, using recombinant enzymes from Homo sapiens (human) and Danio rerio (zebrafish). The 2.85 Å-resolution crystal structure of zebrafish HDAC10 complexed with a transition-state analogue inhibitor reveals that a glutamate gatekeeper and a sterically constricted active site confer specificity for N8-acetylspermidine hydrolysis and disfavour acetyllysine hydrolysis

  阳离子多胺（例如亚精胺和精胺）在所有生命形式中都至关重要，因为它们调节生物大分子的功能。细胞内多胺代谢受可逆的乙酰化作用调节，多胺代谢失调与肿瘤性疾病如结肠癌，前列腺癌和神经母细胞瘤有关。在这里我们报告说，组蛋白脱乙酰基酶10（HDAC10）是一种强大的多胺脱乙酰基酶，使用了来自人（人类）和里约热内卢（斑马鱼）的重组酶。斑马鱼HDAC10的2.85Å分辨率晶体结构与过渡态类似物抑制剂的络合揭示了谷氨酸网守和空间受限的活性位点对N 8具有特异性-乙酰亚精胺水解，不利于乙酰赖氨酸水解。已知HDAC10和亚精胺均可通过自噬促进细胞存活。因此，这项工作为通过基于结构的抑制剂设计研究自噬的化学生物学奠定了基础，这些抑制剂也可以用作癌症化疗的新线索。
• Polyamine Deacetylase Structure and Catalysis: Prokaryotic Acetylpolyamine Amidohydrolase and Eukaryotic HDAC10
  作者：Stephen A. Shinsky、David W. Christianson

  DOI：10.1021/acs.biochem.8b00079

  日期：2018.6.5

  have been identified and structurally characterized: histone deacetylase 10 (HDAC10) from Homo sapiens and Danio rerio (zebrafish) is a highly specific N8-acetylspermidine deacetylase, and its prokaryotic counterpart, acetylpolyamine amidohydrolase (APAH) from Mycoplana ramosa, is a broad-specificity polyamine deacetylase. Similar to the greater family of HDACs, which mainly serve as lysine deacetylases

  多胺（例如腐胺，亚精胺和精胺）是小的脂肪族阳离子，可在所有生命形式中发挥多种生物学功能。虽然多胺的生物合成和细胞运输途径通常是明确定义的，但直到最近才建立了可逆多胺乙酰化的分子基础。具体地，酶是催化脱乙酰多胺反应已被鉴定和结构表征：组蛋白脱乙酰10（HDAC10）从智人和斑马鱼（斑马鱼）是一种高度特异性的Ñ 8 -乙酰脱乙酰基酶，和它的原核对应，acetylpolyamine酰胺水解酶（APAH ），来自Mycoplana ramosa，是一种广泛特异性的多胺脱乙酰基酶。与主要用作赖氨酸脱乙酰基酶的更大的HDAC系列相似，这两种酶均采用特征性的精氨酸酶-脱乙酰基酶折叠，并使用Zn 2+活化的水分子进行催化。但是，与HDAC相比，HDAC10和APAH的活性位点在空间上受到限制，以增强对细长的多胺底物的特异性，并排除了大体积的肽和含乙酰基-1-赖氨酸的蛋白质。APAH和D. rerio HD