Complete Biosynthetic Pathway of the Phosphonate Phosphonothrixin: Two Distinct Thiamine Diphosphate-Dependent Enzymes Divide the Work to Form a C–C Bond
作者:Yuxun Zhu、Taro Shiraishi、Jianwen Lin、Keito Inaba、Atsuro Ito、Yusuke Ogura、Makoto Nishiyama、Tomohisa Kuzuyama
DOI:10.1021/jacs.2c06546
日期:2022.9.21
catalyzes the transfer of a two-carbon unit attached to the thiamine diphosphate (TPP) cofactor (provided by the acetohydroxyacid synthase homologue, PtxB7) to HOPA to produce PTX. This study reveals a unique C–C bond formation in which two distinct TPP-dependent enzymes, PtxB5/6 and PtxB7, divide the work to transfer an acetyl group, highlighting an unprecedented biosynthetic strategy for natural products
膦酸盐通常通过模仿生物分子的磷酸盐和羧酸盐来表现出生物活性。由土壤栖息细菌糖丝菌产生的膦酸盐磷酸丝菌素 (PTX)sp。ST-888,具有除草活性。在这项研究中,我们通过在体外重建其生物合成,提出了 PTX 的完整生物合成途径。我们的深入分析表明,两种脱氢酶一起将膦酰基丙酮酸 (PnPy) 还原为 2-羟基-3-膦酰基丙酸 (HPPA),以加速磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 向 PnPy 的热力学不利重排。接下来的四种酶将 HPPA 转化为 (3-羟基-2-氧代丙基) 膦酸 (HOPA)。在 PTX 生物合成的最后阶段,“分裂基因”转酮醇酶同源物 PtxB5/6 催化连接到硫胺素二磷酸 (TPP) 辅因子(由乙酰羟酸合酶同源物 PtxB7 提供)上的两个碳单元转移到HOPA 生产 PTX。这项研究揭示了一种独特的 C-C 键形成,其中两种不同的 TPP 依赖性酶,