7-keto-8-aminopelargonic acid | 682799-71-9

• 分子结构分类: 有机化合物 - 脂质和类脂质分子 - 脂肪酰基
• 英文名称: 7-keto-8-aminopelargonic acid
• 英文别名: (S)-8-amino-7-oxononanoate；(8S)-8-azaniumyl-7-oxononanoate
• CAS: 682799-71-9
• 化学式: C₉H₁₇NO₃
• 分子量: 187.239
• InChiKey: GUAHPAJOXVYFON-ZETCQYMHSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.2
• 重原子数：
  13
• 可旋转键数：
  7
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.78
• 拓扑面积：
  80.4
• 氢给体数：
  2
• 氢受体数：
  4

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  7-keto-8-aminopelargonic acid 在 二氧化碳 、 磷酸吡哆醛 、 S-腺苷-L-蛋氨酸 、 二磷酸腺苷 、 5’-三磷酸腺苷 作用下， 生成 D-脱硫生物素
  参考文献：
  名称：

  结核分枝杆菌生物素生物合成酶 7,8-二氨基壬酸合成酶和脱硫生物素合成酶的结构表征，

  摘要：

  结核分枝杆菌( Mtb ) 在感染期间依赖生物素合成来维持生存。在没有生物素的情况下，生物素生物合成途径的破坏会导致细胞死亡而不是生长停滞，这是Mtb营养缺陷型的一种不寻常的表型。人类缺乏生产生物素的酶，这使得这种重要的Mtb途径的蛋白质成为有希望的药物靶点。为此，我们确定了Mtb的第二和第三酶的晶体结构生物素生物合成途径，7,8-二氨基壬酸合酶 (DAPAS) 和脱硫生物素合成酶 (DTBS)，分辨率分别为 2.2 和 1.85 Å。DAPAS 结构与 SAM 类似物正辛芬净或 7-酮-8-氨基壬酸 (KAPA) 结合的叠加使我们能够绘制底物的假定结合位点，并提出酶适应其不同结构的机制。与底物 7,8-二氨基壬酸 (DAPA) 或 ADP 结合的 DTBS 结构和产物脱硫生物素 (DTB) 的比较允许推导酶机制。Mtb酶与其他生物的酶之间存在显着差异；在枯草芽孢杆菌DAPAS 在此以 2

  DOI：

  10.1021/bi902097j
• 作为产物：
  描述：

  庚二酸 在 Bacillus sphaericus recombinant pimeloyl-CoA synthetase BioW 、 Escherichia coli recombinant biotin biosynthetic enzyme BioF 、 5’-三磷酸腺苷 作用下， 生成 7-keto-8-aminopelargonic acid
  参考文献：
  名称：

  生物素合酶 BioB 生成的顺磁性中间体的 EPR 衍生结构

  摘要：

  生物素（维生素 B7）是所有生命分支的生物体所需的酶辅因子，但仅在微生物和植物中合成。在生物素生物合成的最后一步，自由基 S-腺苷-L-甲硫氨酸 (SAM) 酶、生物素合酶 (BioB) 通过逐步形成两个 CS 键将底物脱硫生物素转化为生物素。先前的电子顺磁共振 (EPR) 波谱研究发现，第一个 CS 键形成过程中存在半稳定中间体，即 9-巯基脱硫生物素，通过其中一个桥连硫化物与顺磁性 [2Fe-2S] 簇相连。在此，我们报告了定向选择的脉冲 EPR 光谱结果，揭示了 [2Fe-2S] 簇与通过生物合成以位点特异性方式引入的许多磁核（例如 57Fe、15N、13C 和 2H）之间的超精细相互作用方法。将这些结果与量子化学模型相结合，给出了中间体的结构模型，表明第二次氢原子提取的目标 C6 现在非常接近新生的硫醚硫，并且处于第二次 CS 键形成事件的理想位置。

  DOI：

  10.1021/jacs.8b07613

文献信息

• The First Thermophilic α-Oxoamine Synthase Family Enzyme That Has Activities of 2-Amino-3-ketobutyrate CoA Ligase and 7-Keto-8-aminopelargonic Acid Synthase: Cloning and Overexpression of the Gene from an Extreme Thermophile,<i>Thermus thermophilus</i>, and Characterization of Its Gene Product
  作者：Takaaki KUBOTA、Jyunpei SHIMONO、Chie KANAMEDA、Yoshikazu IZUMI

  DOI：10.1271/bbb.70438

  日期：2007.12.23

  The first thermophilic α-oxoamine synthase family enzyme was identified. The gene (ORF TTHA1582), which is annotated to code putative α-oxoamine synthase family enzymes, 7-keto-8-aminopelargonic acid (KAPA) synthase (BioF, 8-amino-7-oxononanoate synthase, EC 2.3.1.47) and 2-amino-3-ketobutyrate CoA ligase (KBL, EC 2.3.1.29), in a genomic database, was cloned from an extreme thermophile, Thermus thermophilus, and overexpressed in Escherichia coli. The recombinant TTHA1582 protein was purified and characterized. It exhibited activity of BioF, which catalyzes the condensation of pimeloyl-CoA and l-alanine to produce a biotin intermediate KAPA, CoASH, and CO2 with pyridoxal 5′-phosphate as a cofactor. The protein is a dimer with a subunit of 43 kDa that shows an amino acid sequence identity of 35% with E. coli BioF. The optimum temperature and pH were about 70 °C and about 6.0. The enzyme showed high thermostability at temperatures of up to 70 °C for 1 h, and a half-life of 1 h at 80 °C. Thus the TTHA1582 protein was found to have the highest optimum temperature and thermostablility of the α-oxoamine synthase family enzymes so far reported. Substrate specificity experiments revealed that it was also able to catalyze the KBL reaction, which used acetyl-CoA and glycine as substrates, and that enzyme activity was seen with the following combinations of substrates: acetyl-CoA and glycine, l-alanine, or l-serine; pimeloyl-CoA and l-alanine, glycine, or l-serine; palmitoyl-CoA and l-alanine. This suggests that the recombinant TTHA1582 protein has broad substrate specificity, unlike the reported mesophilic enzymes of the α-oxoamine synthase family.

  鉴定出第一个嗜热 α-氧代胺合酶家族酶。基因 (ORF TTHA1582)，注释为编码推定的 α-氧代胺合酶家族酶、7-酮-8-氨基壬酸 (KAPA) 合酶（BioF，8-氨基-7-氧代壬酸合酶，EC 2.3.1.47）和2-氨基-3-酮丁酸 CoA 连接酶（KBL、EC 2.3.1.29），在基因组数据库中，是从极端嗜热菌，嗜热栖​​热菌中克隆出来的，并在大肠杆菌中过表达。对重组 TTHA1582 蛋白进行纯化和表征。它具有 BioF 活性，可催化庚二酰辅酶 A 和 L-丙氨酸缩合，以 5'-磷酸吡哆醛为辅因子，生成生物素中间体 KAPA、CoASH 和 CO2。该蛋白是亚基为 43 kDa 的二聚体，与大肠杆菌 BioF 的氨基酸序列同一性为 35%。最适温度和pH值约为70℃和6.0左右。该酶在高达 70 °C 的温度下表现出高热稳定性，持续 1 小时，在 80 °C 时半衰期为 1 小时。因此，发现TTHA1582蛋白在迄今为止报道的α-氧代胺合酶家族中具有最高的最适温度和热稳定性。底物特异性实验表明，它还能够催化 KBL 反应，该反应使用乙酰辅酶 A 和甘氨酸作为底物，并且通过以下底物组合观察到酶活性：乙酰辅酶A 和甘氨酸、L-丙氨酸或 L -丝氨酸；庚二酰辅酶A和L-丙氨酸、甘氨酸或L-丝氨酸；棕榈酰辅酶A和L-丙氨酸。这表明重组 TTHA1582 蛋白具有广泛的底物特异性，与报道的 α-氧代胺合酶家族的嗜温酶不同。
• The 8-amino-7-oxopelargonate synthase from <i>Bacillus sphaericus</i>. Purification and preliminary characterization of the cloned enzyme overproduced in <i>Escherichia coli</i>
  作者：O Ploux、A Marquet

  DOI：10.1042/bj2830327

  日期：1992.4.15

  The 8-amino-7-oxopelargonate synthase [6-carboxyhexanoyl-CoA:L-alanine carboxyhexanoyltransferase (decarboxylating); EC 2.3.1.47] from Bacillus sphaericus involved in biotin biosynthesis was purified from an Escherichia coli overproducing strain. The purification afforded an electrophoretically homogeneous enzyme with a specific activity of 0.67 unit/mg. The purified enzyme is a monomer of 41 kDa. N-Terminal sequencing of the first 14 amino acid residues showed complete agreement with the predicted sequence from the bioF gene. The pure enzyme showed the characteristic absorption band (425 nm) of pyridoxal 5′-phosphate-dependent enzymes. Furthermore, the holoenzyme was resolved during an affinity step yielding the inactive apoenzyme, which recovered activity and the 425 nm-absorption band on dialysis against pyridoxal 5′-phosphate. Km values for L-alanine and pimeloyl-CoA were respectively 3 mM and 1 microM.

  从球形芽孢杆菌中参与生物素合成的8-氨基-7-氧代戊二酸合成酶[6-羧基己酰辅酶A：L-丙氨酸羧基己酰转移酶（脱羧）；EC 2.3.1.47]被纯化，来源于大肠杆菌过度生产菌株。纯化得到的电泳均一酶的比活力为0.67单位/毫克。纯化的酶是一个单体，分子量为41 kDa。前14个氨基酸残基的N-末端测序与bioF基因预测序列完全一致。纯酶显示了依赖于吡哆醛5'-磷酸的酶的特征吸收带（425 nm）。此外，在亲和力步骤中分离出全酶，得到不活性的裸酶，通过对吡哆醛5'-磷酸的透析恢复了活性和425 nm吸收带。L-丙氨酸和戊二酰辅酶A的Km值分别为3 mM和1微米。
• Crystal structure of diaminopelargonic acid synthase: evolutionary relationships between pyridoxal-5′-phosphate-dependent enzymes
  作者：Helena Käck、Jenny Sandmark、Katharine Gibson、Gunter Schneider、Ylva Lindqvist

  DOI：10.1006/jmbi.1999.2997

  日期：1999.8

  a non-crystallographic dyad in the crystals, form the homodimeric molecule, which contains two equal active sites. Pyridoxal-5'-phosphate is bound in a cleft formed by both domains of one subunit and the large domain of the second subunit. The cofactor is anchored to the enzyme by a covalent linkage to the side-chain of the invariant residue Lys274. The phosphate group interacts with main-chain nitrogen

  通过X射线晶体学测定，二氨基壬酸合酶（生物素生物合成途径中的一种依赖于维生素B6的酶）的三维结构已确定为1.8 A分辨率。通过使用汞离子衍生化的晶体，通过多波长异常衍射技术解决了该结构。蛋白质模型已精炼到17.5％的结晶R值（不含R的22.6％）。每个酶亚基由两个结构域组成，一个大结构域（残基50-329）包含一个7链主要平行的β-折叠（被α-螺旋包围），一个小结构域包含残基1-49和330-429。与晶体中的非晶体二元组相关的两个亚基形成同二聚体分子，该同二聚体分子包含两个相等的活性位点。吡rid醛-5' -磷酸根结合在由一个亚基的两个结构域和第二亚基的大结构域形成的裂缝中。辅因子通过与不变残基Lys274的侧链的共价连接而锚定在酶上。磷酸基团与位于α-螺旋N末端的Ser113的主链氮原子和侧链相互作用。吡啶氮与不变残基Asp245的侧链形成氢键。在酶的表面转弯时发现了对应于金属离子的电
• Biotin synthesis begins by hijacking the fatty acid synthetic pathway
  作者：Steven Lin、Ryan E Hanson、John E Cronan

  DOI：10.1038/nchembio.420

  日期：2010.9

  for pimelate synthesis, bioC and bioH. We report in vivo and in vitro evidence that the pimeloyl moiety is synthesized by a modified fatty acid synthetic pathway in which the ω-carboxyl group of a malonyl-thioester is methylated by BioC, which allows recognition of this atypical substrate by the fatty acid synthetic enzymes. The malonyl-thioester methyl ester enters fatty acid synthesis as the primer

  尽管生物素是生命的所有三个领域中都发现的一种必不可少的酶辅因子，但我们对其生物合成的了解仍然不完整。生物素的大部分碳原子来自庚二酸，一种七碳二羧酸，但这种中间体的组装机制尚不清楚。在遗传分析大肠杆菌识别的只有两个基因庚二酸酯合成，需要的功能未知的BIOC和bioH。我们在体内和体外报告证据表明庚二酰部分是通过修饰的脂肪酸合成途径合成的，其中丙二酰硫酯的 ω-羧基被 BioC 甲基化，这允许脂肪酸合成酶识别这种非典型底物。丙二酰-硫酯甲酯作为引物进入脂肪酸合成，经过两次脂肪酸延伸循环重复得到庚二酰-酰基载体蛋白（ACP）甲酯，再被BioH水解为庚二酰-ACP和甲醇。
• Removing a bottleneck in theBacillus subtilis biotin pathway: BioA utilizes lysine rather thanS-adenosylmethionine as the amino donor in the KAPA-to-DAPA reaction
  作者：Scott W. Van Arsdell、John B. Perkins、R. Rogers Yocum、Linda Luan、C. Linda Howitt、Nilu Prasad Chatterjee、Janice G. Pero

  DOI：10.1002/bit.20488

  日期：2005.7.5

  In biotin biosynthesis, DAPA aminotransferase encoded by the bioA gene catalyzes the formation of the intermediate 7,8-diaminopelargonic acid (DAPA) from 7-keto-8-aminopelargonic acid (KAPA). DAPA aminotransferases from Escherichia coli, Serratia marcescens, and Bacillus sphaericus use S-adenosylmethionine (SAM) as the amino donor. Our observation that SAM is not an amino donor for B. subtilis DAPA

  在生物素的生物合成中，由bioA基因编码的DAPA氨基转移酶催化从7-酮-8-氨基壬酸（KAPA）形成中间体7,8-二氨基壬酸（DAPA）。来自大肠杆菌，粘质沙雷氏菌和球形芽孢杆菌的DAPA氨基转移酶使用S-腺苷甲硫氨酸（SAM）作为氨基供体。我们关于SAM不是枯草芽孢杆菌DAPA氨基转移酶的氨基供体的观察导致寻找该酶的替代氨基供体。在无细胞提取物中进行的26种可能氨基酸的测试表明，只有l-赖氨酸能够通过枯草芽孢杆菌DAPA氨基转移酶显着刺激KAPA体外转化为DAPA。赖氨酸和KAPA的K（m）估计为2至25 mM，大大高于纯化的SAM的大肠杆菌BioA的K（m）（0.15 mM）。赖氨酸的这种较高需求导致枯草芽孢杆菌生物素生产菌株发酵过程中KAPA的积累。但是，可以通过向培养基中添加外源赖氨酸或通过向生产菌株中引入赖氨酸失调的突变来缓解该途径的瓶颈。