(4S,5R)-D-2-keto-3-deoxy-gluconate | 19992-86-0

• 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: (4S,5R)-D-2-keto-3-deoxy-gluconate
• 英文别名: 2-keto-3-deoxy-D-gluconate；2-dehydro-3-deoxy-D-gluconate；(4S,5R)-4,5,6-trihydroxy-2-oxohexanoate
• CAS: 19992-86-0
• 化学式: C₆H₉O₆
• 分子量: 177.134
• InChiKey: WPAMZTWLKIDIOP-WVZVXSGGSA-M

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1.7
• 重原子数：
  12
• 可旋转键数：
  4
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.67
• 拓扑面积：
  118
• 氢给体数：
  3
• 氢受体数：
  6

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  (4S,5R)-D-2-keto-3-deoxy-gluconate 在 2-keto-3-deoxy-D-gluconate/D-galactonate from Picrophilus torridus 作用下， 以 aq. buffer 为溶剂， 生成 D-(+)-甘油醛 、 piruvate
  参考文献：
  名称：

  聚合转化–使用混杂的生物催化剂从异质生物质中无细胞合成化学物质

  摘要：

  已经提出了由木质纤维素生物质生产化学品的替代品。然而，生物质利用的一个固有挑战是底物的异质性，导致水解后存在混合糖。混合糖的发酵通常导致差的产量和多种副产物的产生，因此使随后的下游加工复杂化。因此，近年来已经开发了系统生物催化来应对这一挑战。在这项工作中，使用基于序列的发现方法，鉴定了几种具有广泛底物混杂的新型酶，这些酶是D-木糖和L转化的合适生物催化剂。-阿拉伯糖，植物生物量中半纤维素的两个主要成分。这些混杂酶使得D-木糖和L-阿拉伯糖能够同时进行生物转化，从而以最大的3 g L -1 h -1的产率和> 95％的产率产生1,4-丁二醇（BDO）。使用O 2作为辅因子循环的辅助底物，该模型系统进一步适应于由戊糖生产α-酮戊二酸（2-KG）的最大生产率，达到4.2 g L -1 h -1和99％的产率。为了验证我们系统的潜在适用性，我们尝试扩大D-木糖和L的BDO和2-KG产量-阿拉伯糖。

  DOI：

  10.1039/d0gc04288a
• 作为产物：
  描述：

  葡萄糖酸阴离子 在 [Fe-S]-dehydratase from Paralcaligenes ureilyticus 、 magnesium chloride 、 BSA 作用下， 以 aq. buffer 为溶剂， 生成 (4S,5R)-D-2-keto-3-deoxy-gluconate
  参考文献：
  名称：

  聚合转化–使用混杂的生物催化剂从异质生物质中无细胞合成化学物质

  摘要：

  已经提出了由木质纤维素生物质生产化学品的替代品。然而，生物质利用的一个固有挑战是底物的异质性，导致水解后存在混合糖。混合糖的发酵通常导致差的产量和多种副产物的产生，因此使随后的下游加工复杂化。因此，近年来已经开发了系统生物催化来应对这一挑战。在这项工作中，使用基于序列的发现方法，鉴定了几种具有广泛底物混杂的新型酶，这些酶是D-木糖和L转化的合适生物催化剂。-阿拉伯糖，植物生物量中半纤维素的两个主要成分。这些混杂酶使得D-木糖和L-阿拉伯糖能够同时进行生物转化，从而以最大的3 g L -1 h -1的产率和> 95％的产率产生1,4-丁二醇（BDO）。使用O 2作为辅因子循环的辅助底物，该模型系统进一步适应于由戊糖生产α-酮戊二酸（2-KG）的最大生产率，达到4.2 g L -1 h -1和99％的产率。为了验证我们系统的潜在适用性，我们尝试扩大D-木糖和L的BDO和2-KG产量-阿拉伯糖。

  DOI：

  10.1039/d0gc04288a

文献信息

• Prediction of enzymatic pathways by integrative pathway mapping
  作者：Sara Calhoun、Magdalena Korczynska、Daniel J Wichelecki、Brian San Francisco、Suwen Zhao、Dmitry A Rodionov、Matthew W Vetting、Nawar F Al-Obaidi、Henry Lin、Matthew J O'Meara、David A Scott、John H Morris、Daniel Russel、Steven C Almo、Andrei L Osterman、John A Gerlt、Matthew P Jacobson、Brian K Shoichet、Andrej Sali

  DOI：10.7554/elife.31097

  日期：——

  The functions of most proteins are yet to be determined. The function of an enzyme is often defined by its interacting partners, including its substrate and product, and its role in larger metabolic networks. Here, we describe a computational method that predicts the functions of orphan enzymes by organizing them into a linear metabolic pathway. Given candidate enzyme and metabolite pathway members, this aim is achieved by finding those pathways that satisfy structural and network restraints implied by varied input information, including that from virtual screening, chemoinformatics, genomic context analysis, and ligand -binding experiments. We demonstrate this integrative pathway mapping method by predicting the L-gulonate catabolic pathway in Haemophilus influenzae Rd KW20. The prediction was subsequently validated experimentally by enzymology, crystallography, and metabolomics. Integrative pathway mapping by satisfaction of structural and network restraints is extensible to molecular networks in general and thus formally bridges the gap between structural biology and systems biology.

  大多数蛋白质的功能尚未确定。酶的功能通常由其相互作用的伙伴（包括其底物和产物）及其在更大的代谢网络中的作用来定义。在此，我们介绍一种计算方法，通过将孤儿酶组织到线性代谢途径中来预测其功能。在给定候选酶和代谢物通路成员的情况下，通过寻找满足各种输入信息（包括来自虚拟筛选、化学信息学、基因组上下文分析和配体结合实验的信息）所隐含的结构和网络限制的通路来实现这一目标。我们通过预测流感嗜血杆菌 Rd KW20 中的 L-古洛糖酸分解途径，展示了这种综合途径图绘制方法。随后，我们通过酶学、晶体学和代谢组学实验对预测结果进行了验证。通过满足结构和网络约束条件来绘制整合通路图的方法可扩展到一般的分子网络，从而在结构生物学和系统生物学之间架起了一座正式的桥梁。
• Characterization of<i>Sulfolobus solfataricus</i>2-Keto-3-deoxy-<scp>D</scp>-gluconate Kinase in the Modified Entner-Doudoroff Pathway
  作者：Seonghun KIM、Sun Bok LEE

  DOI：10.1271/bbb.50566

  日期：2006.6.23

  The thermoacidophilic archaeon Sulfolobus solfataricus is known to utilize D-glucose via the nonphosphorylated Entner-Doudoroff (ED) pathway. But, the genome database shows that this microorganism has a gene (kdgK) encoding 2-keto-3-deoxy-D-gluconate (KDG) kinase (KDGK) which phosphorylates KDG to 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate. Interestingly, kdgK and three other genes in the modified ED pathway are organized as an operon-like structure. In this study, we report confirmation of the catalytic activity of the S. solfataricus KDGK protein. We also found that the kdgK gene was transcribed as polycistronic transcripts. Proteome analysis of cell lysate revealed that all gene products in the kdgK operon were expressed as functional proteins. These results strongly indicate that S. solfataricus metabolizes D-glucose via the ‘partially’ nonphosphorylated ED pathway. A purified recombinant S. solfataricus KDGK had Km and kcat values of 0.14 mM and 60.8 s−1 respectively for KDG, and showed maximal activity at temperatures between 70 and 80 °C and pHs between 7.0 and 8.0.

  众所周知，嗜热古细菌（Sulfolobus solfataricus）通过非磷酸化的恩特纳-杜多罗夫（Entner-Doudoroff，ED）途径利用D-葡萄糖。但是，基因组数据库显示，这种微生物有一个编码 2-酮基-3-脱氧-D-葡萄糖酸（KDG）激酶（KDGK）的基因（kdgK），它能将 KDG 磷酸化为 2-酮基-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸。有趣的是，KDGK 和修饰 ED 途径中的其他三个基因组成了一个操作子样结构。在这项研究中，我们证实了溶藻菌 KDGK 蛋白的催化活性。我们还发现 kdgK 基因是以多聚转录本的形式转录的。细胞裂解物的蛋白质组分析表明，kdgK操作子中的所有基因产物都以功能蛋白的形式表达。这些结果有力地表明，溶菌体通过 "部分 "非磷酸化的 ED 途径代谢 D-葡萄糖。纯化的重组 S. solfataricus KDGK 对 KDG 的 Km 和 kcat 值分别为 0.14 mM 和 60.8 s-1，并在温度介于 70 至 80 °C、pH 介于 7.0 至 8.0 之间时显示出最大活性。
• Escherichia coli kduD encodes an oxidoreductase that converts both sugar and steroid substrates
  作者：Agne Tubeleviciute、Mark George Teese、Joachim Jose

  DOI：10.1007/s00253-014-5551-8

  日期：2014.6

  by kduD gene enabled the whole-cell biotransformation of 11-DOC. A 6xHis-tagged version of KduD was purified to homogeneity and found to reduce several eukaryotic steroid hormones and catalyze the conversion of novel sugar substrates. KduD from E. coli is therefore a promiscuous enzyme that has a predicted role in sugar conversion in vivo but can be used for the production of valuable bioactive 20-hydroxysteroids

  以前未鉴定的大肠杆菌氧化还原酶催化将真核甾体激素11-脱氧皮质酮（11-DOC）选择性还原为有价值的生物活性产物4-pregnen-20,21-diol-3-one。实际上，各种NAD（P）H依赖性氧化还原酶可催化C21类固醇的C-20羰基还原。但是，在大肠杆菌中从未描述过具有20-酮类固醇还原酶活性的酶。我们目前的研究旨在鉴定和表征对真核生物类固醇激素11-DOC具有20-酮类固醇还原酶活性的大肠杆菌酶。我们使用蛋白质色谱技术从大肠杆菌DH5α中部分纯化了该酶。质谱显示样品中存在三种NADH特异性氧化还原酶。克隆了编码这些氧化还原酶的基因，并在大肠杆菌UT5600（DE3）中过表达。仅由kduD基因编码的2-dehydro-3-deoxy-D-葡萄糖酸5-dehydrogenase（KduD）的过表达使11-DOC的全细胞生物转化成为可能。纯化的6xHis标记版本的KduD被纯化至均质，
• D-Glucosaminate Dehydratase from Agrobacterium radiobacter. Physicochemical and Enzymological Properties
  作者：Ryoko IWAMOTO、Yujiro IMANAGA、Kenji SODA

  DOI：10.1093/oxfordjournals.jbchem.a133686

  日期：1982.1

  The bacterial distribution of D-glucosaminate dehydratase EEC 4.2.1.26] was investigated and Agrobacterium radiobacter (IAM 1526) was found to have the highest enzyme activity. The enzyme was formed inducibly in a glycerol-urea medium by D-glucosaminate, D-galactosamine, and D-glucosamine, but not by D-mannosamine. The enzyme purified from the cells grown in the glucosamine-glycerol-urea medium was shown to be homogeneous by ultracentrifugation. The molecular weight was determined to be about 66,000 by the sedimentation equilibrium method, and 72,800 by the gel permeation chromatography low-angle light scattering method. The pH optimum is 8.3–9.0. The enzyme catalyzed the dehydration of D-glucosaminate (relative activity: 100, Km: 2.8 mM), D-galactosaminate (31.5, 5.0 mM), D-manno saminate (17.5, 29 mM), D-threonifle (5.1, 4.8 mM), D-serine (3.2, 0.026 mM), and L-serine (1.1, ND), but not L-threonine. The reverse reaction does not occur. The enzyme is inhibited by typical inhibitors of pyridoxal 5'-phosphate enzymes, such as L-penicillamine, and also by carbonyl reagents, thiol reagents, divalent metals, and several D-amino acids and D-amino sugars.

  研究了 D-氨基葡萄糖脱水酶 EEC 4.2.1.26]的细菌分布情况，发现辐射农杆菌（IAM 1526）的酶活性最高。在甘油-尿素培养基中，D-氨基葡萄糖、D-半乳糖胺和 D-氨基葡萄糖可诱导形成该酶，但 D-甘露糖胺不能诱导形成该酶。通过超速离心法，从葡萄糖胺-甘油-尿素培养基中生长的细胞中纯化出的酶是均匀的。用沉降平衡法测定其分子量约为 66 000，用凝胶渗透色谱低角度光散射法测定其分子量约为 72 800。最适 pH 值为 8.3-9.0。该酶可催化 D-氨基葡萄糖酸（相对活性：100，Km：2.8 mM）、D-半乳糖氨酸（31.5，5.0 mM）、D-甘露氨酸（17.5，29 mM）、D-苏氨酸（5.1，4.8 mM）、D-丝氨酸（3.2，0.026 mM）和 L-丝氨酸（1.1，ND）脱水，但不能催化 L-苏氨酸。反向反应不会发生。该酶受 5'-磷酸吡哆醛酶的典型抑制剂（如 L-青霉胺）以及羰基试剂、硫醇试剂、二价金属和几种 D-氨基酸和 D-氨基糖的抑制。
• <scp>D</scp>-Glucosaminate Aldolase Activity of<scp>D</scp>-Glucosaminate Dehydratase from<i>Pseudomonas fluorescens</i>and Its Requirement for Mn²⁺Ion
  作者：Ryoko Iwamoto、Hisae Taniki、Junko Koishi、Satomi Nakura

  DOI：10.1271/bbb.59.408

  日期：1995.1

  When D-glucosaminate dehydratase (GADH) was incubated with D-glucosaminate (GlcNA) in veronal buffer (VB; 0.01 M, pH 8.0), GlcNA was converted stoichiometrically to glyceraldehyde, pyruvate, and ammonia (aldolase reaction A). This reaction occurred in addition to the dehydratase reaction (conversion of GlcNA to 2-keto-3-deoxy-o-gluconate and ammonia: α,β-elimination reaction, B). The ratio of the activities (A:B) was about 1:4. However, in potassium phosphate buffer (KPB; 0.04 M, pH 8.0), the aldolase reaction was inhibited to 3–4% of that in VB, and also inhibited by various derivatives of glycerol, in particular, glycerol-3-phosphate (glycerol-3-P) and glyceraldehyde-3-phosphate (glyceraldehyde-3-P) in VB. The native enzyme was inhibited by incubation with 0.1 M EDTA, and the activity was restored by incubation of the EDTA-treated enzyme with (Mn2+ + pyridoxal 5′-phosphate (PLP)). When the EDTA-treated enzyme was incubated with (Mn2+ + PLP + glycerol-3-P), the activity of reaction B increased to 131% but that of reaction A decreased to 21%. These results suggested that Mn2+, PLP, and the phosphate group of glycerol-3-P are involved in formation of the active enzyme. In the case of the aldolase reaction, Mn2+ ion, which might be essential for the reaction, is chelated by the phosphate group of glycerol-3-P with resultant inhibition of the aldolase reaction.

  当D-氨基葡萄糖酸脱氢酶（GADH）与D-氨基葡萄糖酸（GlcNA）在维罗纳缓冲液（VB；0.01 M，pH 8.0）中孵育时，GlcNA按化学计量转化为甘油醛、丙酮酸和氨（醛缩酶反应A）。除了脱氢酶反应（将GlcNA转化为2-酮-3-脱氧-o-葡萄糖酸和氨：α，β-消除反应，B）外，还会发生这种反应。活性比（A：B）约为1：4。然而，在磷酸钾缓冲液（KPB；0.04 M，pH 8.0）中，醛缩酶反应被抑制至VB反应的3-4%，并且被甘油的各种衍生物抑制，特别是VB中的甘油-3-磷酸（甘油-3-P）和甘油醛-3-磷酸（甘油醛-3-P）。天然酶在0.1 M EDTA中孵育会被抑制，而经EDTA处理的酶在（Mn2+ +吡哆醛5′-磷酸（PLP））中孵育后活性会恢复。当经EDTA处理的酶在（Mn2+ + PLP +甘油-3-P）中孵育时，反应B的活性会增加到131%，但反应A的