L-1-pyrroline-5-carboxylic acid | 64199-88-8

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 羧酸及其衍生物
• 英文名称: L-1-pyrroline-5-carboxylic acid
• 英文别名: Δ¹-pyrroline-5-carboxylic acid；L-5-hydroxyproline；L-Δ¹-pyrroline-5-carboxylate；Δ1-pyrroline-5-carboxylate；Δ¹-pyrroline-2-carboxylate；(S)-1-pyrroline-5-carboxylic acid；1-pyrroline-5-carboxylate；L-pyrroline-5-carboxylate；L-GHP；L-PSC；(S)-1-pyrroline-5-carboxylate；(2S)-3,4-dihydro-2H-pyrrole-2-carboxylic acid
• CAS: 64199-88-8
• 化学式: C₅H₇NO₂
• 分子量: 113.116
• InChiKey: DWAKNKKXGALPNW-BYPYZUCNSA-N

物化性质

• 沸点：
  304.1±42.0 °C(Predicted)
• 密度：
  1.35±0.1 g/cm3(Predicted)

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.5
• 重原子数：
  8
• 可旋转键数：
  1
• 环数：
  1.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.6
• 拓扑面积：
  49.7
• 氢给体数：
  1
• 氢受体数：
  3

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  L-1-pyrroline-5-carboxylic acid 在 哌嗪 、 recombinant ThnE from Streptomyces cattleya 、 recombinant ThnM from Streptomyces cattleya 、 5’-三磷酸腺苷 、 magnesium chloride 、 1,4-二巯基-2,3-丁二醇 作用下， 反应 4.0h， 生成 (3S,5S)-carbapenam
  参考文献：
  名称：

  碳青霉烯类β-内酰胺抗生素生物合成中常见和不同步骤的定义

  摘要：

  抗生素生物合成：硫霉素和 (5 R )-carbapen-2-em-3-carboxylate ( 1 ) 是结构相关的碳青霉烯 β-内酰胺抗生素，由系统发育较远的生物体产生。 1的生物合成是众所周知的，但硫霉素的生物合成却不是。在这里，我们证明这些碳青霉烯类的形成仅通过前两个生物合成步骤在功能和立体化学上是相同的。

  DOI：

  10.1002/cbic.201100366
• 作为产物：
  描述：

  L-鸟氨酸 在 磷酸吡哆醛 、 transaminase from Halomonas elongata 、 丙酮酸 、 还原型辅酶Ⅰ 作用下， 以 aq. phosphate buffer 为溶剂， 生成 L-1-pyrroline-5-carboxylic acid
  参考文献：
  名称：

  Cell-free biocatalytic syntheses of l-pipecolic acid: a dual strategy approach and process intensification in flow

  摘要：

  作为传统化学合成或体内生产l-吡嗪酸的替代方案，我们开发了两种使用纯化和固定酶的外体策略，用于生产这一关键构建模块。

  DOI：

  10.1039/d0gc01817a
• 作为试剂：
  描述：

  辅酶 A 在 carboxymethylproline synthases CarB fromPectobacterium carotovorum MatB 、 carboxymethylproline synthases CarB fromPectobacterium carotovorum 、 ATP 、 magnesium chloride 、 L-1-pyrroline-5-carboxylic acid 作用下， 生成 (2S)-5-(carboxymethyl)pyrrolidine-2-carboxylic acid
  参考文献：
  名称：

  Stereoselective preparation of lipidated carboxymethyl-proline/pipecolic acid derivatives via coupling of engineered crotonases with an alkylmalonyl-CoA synthetase

  摘要：

  工程化羧甲基脯氨酸合酶（CMPS）具有三取代烯醇化和C-C键形成能力，与丙二酰-CoA合成酶MatB偶联，可实现从非手性烷基取代的丙二酸和L-氨基酸半醛出发，选择性制备带有烷基取代羧甲基侧链的5-和6-元N-杂环。这些结果展示了利用裂解酶在串联酶催化反应中进行选择性合成生物催化的实用性。

  DOI：

  10.1039/c3ob41525b

文献信息

• Recreating the natural evolutionary trend in key microdomains provides an effective strategy for engineering of a thermomicrobial N-demethylase
  作者：Yu Xin、Chen Shen、Mengwei Tang、Zitao Guo、Yi Shi、Zhenghua Gu、Jun Shao、Liang Zhang

  DOI：10.1016/j.jbc.2022.101656

  日期：2022.3

  were recreated by site-directed mutagenesis. The single and double substitution variants catalyzed the N-demethylation of N-methyl-L-amino acids up to 1800- and 6000-fold faster than the wild type, respectively. Additionally, these single substitution variants catalyzed the terminal N-demethylation of non-amino-acid compounds and the oxidation of the main chain -C-N- bond to a -C=N- bond in the nitrogen-containing

  据报道， N-去甲基化酶可以去除伯胺或仲胺上的甲基，这可能会进一步影响生物大分子或化合物的性质和功能；然而，尚未系统地研究N-去甲基化酶的底物范围和稳健性。在这里，我们报告了Thermomicrobium roseum肌氨酸氧化酶 (TrSOX) 关键微域中自然进化的再现，这是一种N-脱甲基酶具有显着的稳定性（熔化温度超过 100 °C）和对映选择性，可增强底物范围和对 -CN- 键的催化效率。对于初始框架，我们通过结晶和 X 射线衍射 (XRD) 获得了 TrSOX 的结构。然后使用祖先序列重建 (ASR) 识别关键微结构域的非保守残基（包括催化环、辅酶口袋、底物口袋和入口位点）的自然进化，并通过位点重建自然进化过程中产生的替换。定向诱变。单取代和双取代变体催化N的N-去甲基化-甲基-L-氨基酸分别比野生型快 1800 倍和 6000 倍。此外，这些单取代变体催化了非氨基酸化合物的末端N
• Comparative and integrative metabolomics reveal that S-nitrosation inhibits physiologically relevant metabolic enzymes
  作者：Joel J. Bruegger、Brian C. Smith、Sarah L. Wynia-Smith、Michael A. Marletta

  DOI：10.1074/jbc.m117.817700

  日期：2018.4

  study that identified physiologically relevant S-nitrosated cysteines, and we found that the activity of at least 21 metabolic enzymes might be regulated by S-nitrosation. We cloned, expressed, and purified four of these enzymes and observed that S-nitrosation inhibits the metabolic enzymes 6-phosphogluconate dehydrogenase, Δ1-pyrroline-5-carboxylate dehydrogenase, catechol-O-methyltransferase, and d-3-phosphoglycerate

  半胱氨酸 S-亚硝化是由一氧化氮 (•NO) 衍生试剂介导的可逆翻译后修饰。S-亚硝化参与细胞信号传导并与多种疾病相关，例如癌症、心血管疾病和神经元疾病。尽管这种非经典的•NO 信号通路在生理上具有重要意义，但人们对 S-亚硝化对蛋白质功能的影响程度知之甚少。此外，由于转亚硝化的动力学和对导致选择性蛋白质 S-亚硝化的生理机制的了解有限，鉴定 S-亚硝化的生理相关靶标是困难的。为了鉴定活性受 S-亚硝化调节的蛋白质，我们进行了一项代谢组学研究，比较了 WT 和内皮一氧化氮合酶敲除小鼠。我们将我们的结果与先前确定生理相关 S-亚硝化半胱氨酸的蛋白质组学研究的结果相结合，我们发现至少 21 种代谢酶的活性可能受到 S-亚硝化的调节。我们克隆、表达和纯化了其中四种酶，并观察到 ​​S-亚硝化抑制代谢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、Δ1-吡咯啉-5-羧酸脱氢酶、儿茶酚-O-甲基转移酶和 d-3-磷酸甘
• Crystal structure of substrate-bound bifunctional proline racemase/hydroxyproline epimerase from a hyperthermophilic archaeon
  作者：Yasunori Watanabe、Seiya Watanabe、Yoshika Itoh、Yasuo Watanabe

  DOI：10.1016/j.bbrc.2019.01.141

  日期：2019.3

  TlProR at 2.7 Å resolution. Of note, a substrate proline molecule, derived from expression host Escherichia coli cells, was tightly bound in the active site of TlProR. The substrate bound structure and mutational analyses suggested that Trp241 is involved in hydroxyproline recognition by making a hydrogen bond between the indole group of Trp241 and the hydroxyl group of hydroxyproline. Additionally, Tyr171

  假设的来自滨海热球菌的OCC_00372蛋白是超嗜热古细菌的ProR超家族的成员，并具有独特的双功能脯氨酸消旋酶/羟脯氨酸2-表异构酶活性。但是，该酶（TlProR）具有广泛的底物特异性和极高的热稳定性的分子机制仍不清楚。在这里，我们确定了2.7Å分辨率的TlProR的晶体结构。值得注意的是，衍生自表达宿主大肠杆菌细胞的底物脯氨酸分子紧密结合在TlProR的活性位点中。底物结合结构和突变分析表明，Trp241通过在Trp241的吲哚基团和羟脯氨酸的羟基之间形成氢键来参与羟脯氨酸的识别。另外，Tyr171可能通过在Tyr171的羟基和催化残基之间形成氢键来促进热稳定性。我们的结构和功能分析为了解ProR超家族蛋白的底物特异性和热稳定性的分子机理提供了结构基础。
• Stereoselective C–C bond formation catalysed by engineered carboxymethylproline synthases
  作者：Refaat B. Hamed、J. Ruben Gomez-Castellanos、Armin Thalhammer、Daniel Harding、Christian Ducho、Timothy D. W. Claridge、Christopher J. Schofield

  DOI：10.1038/nchem.1011

  日期：2011.5

  enabling stereoselective C–C bond formation leading to N-heterocycles via control of trisubstituted enolate intermediates. Active site substitutions, including at the oxyanion binding site, enable the production of substituted N-heterocycles in high diastereomeric excesses via stereocontrolled enolate formation and reaction. The results reveal the potential of the ubiquitous crotonase superfamily as

  烯醇（酸酯）与亲电试剂的反应广泛用于有机合成中，用于立体选择性 C-C 键的形成。基于蛋白质的催化剂在通过烯醇化物化学选择性形成 C-C 键的立体选择性形成方面的应用相对有限。我们描述了对巴豆酶超家族成员 5-羧甲基脯氨酸合酶的蛋白质工程研究，旨在通过控制三取代的烯醇中间体来实现立体选择性 C-C 键形成，从而产生N-杂环。活性位点取代，包括氧阴离子结合位点，能够产生取代的N-通过立体控制的烯醇化物形成和反应产生高非对映体过量的杂环。结果揭示了普遍存在的巴豆糖酶超家族作为控制烯醇化物化学的适应性催化剂的潜力。
• δ¹-Pyrroline-5-carboxylic Acid Formed by Proline Dehydrogenase from the <i>Bacillus subtilis</i> ssp. natto Expressed in <i>Escherichia coli</i> as a Precursor for 2-Acetyl-1-pyrroline
  作者：Tzou-Chi Huang、Yi-Wen Huang、Hui-Ju Hung、Chi-Tang Ho、Mei-Li Wu

  DOI：10.1021/jf0700576

  日期：2007.6.1

  Proline dehydrogenase (PRODH) catalyzes the biosynthesis of Delta(1)-pyrroline-5-carboxylic acid (P5C). The Bacillus subtilis subsp. natto gene for the proline dehydrogenase (BnPRODH) was cloned and expressed in Escherichia coli. Nucleotide sequence analysis of the clone revealed an open-reading frame that encodes 302 amino acid polypeptide with a calculated molecular mass of 34.5 kDa. The deduced amino acid sequence showed sequence similarity to bacterial PRODH and PutA of E. coli. The BnPRODH gene was cloned into pET21b and was expressed at a high level in E. coli BL21(DE3). The expressed protein was purified by using nickel ion affinity column chromatography to homogeneity before characterization. The purified recombinant BnPRODH was used to produce P5C. Model system composed of P5C and methylglyoxal was set up to study the formation of 2-acetyl-1-pyrroline. Our data showed that P5C, derived from the conversion of L-proline by the purified recombinant PRODH, might react directly with methylglyoxal to form 2-AP. P5C/methylglyoxal pathway represents the first report of a biological mechanism by which 2-AP may be synthesized in vitro by PRODH.