Structural Mechanism of Regioselectivity in an Unusual Bacterial Acyl-CoA Dehydrogenase
作者:Jacquelyn M. Blake-Hedges、Jose Henrique Pereira、Pablo Cruz-Morales、Mitchell G. Thompson、Jesus F. Barajas、Jeffrey Chen、Rohith N. Krishna、Leanne Jade G. Chan、Danika Nimlos、Catalina Alonso-Martinez、Edward E. K. Baidoo、Yan Chen、Jennifer W. Gin、Leonard Katz、Christopher J. Petzold、Paul D. Adams、Jay D. Keasling
DOI:10.1021/jacs.9b09187
日期:2020.1.15
natural product biosynthetic gene clusters. These predictions are supported by the demonstration that a phylogenetically distant homolog of TcsD also regioselectively oxidizes α,β-unsaturated substrates. This work exemplifies a powerful approach to understand unique enzymatic reactions and will facilitate future enzyme discovery, inform enzyme engineering, and aid natural product characterization efforts
末端烯烃很容易衍生化,使其成为聚酮合酶 (PKS) 工程的理想官能团目标。然而,它们在自然 PKS 系统中很少遇到。PKS 中末端烯烃形成的一种机制是通过酰基辅酶 A 脱氢酶 (ACAD) 的活性。在此,我们使用生化和结构分析来了解聚酮化合物天然产物 FK506、TcsD 的生物合成中由 γ,ẟ-ACAD 催化形成末端烯烃的机制。虽然 TcsD 与经典的 α,β-ACAD 同源,但它在 γ,ẟ 位置具有区域选择性,并且仅作用于 α,β-不饱和底物。此外,这种区域选择性是由活性位点中的庞大残基和酶内 FAD 辅因子定位的横向移动的组合控制的。底物建模表明 TcsD 利用一组新的氢键供体进行底物活化和定位,防止底物 α,β 位置的脱氢。从 TcsD 的结构和生化特征中,确定了有助于区域选择性和蛋白质家族独有的关键残基,并用于识别属于不同天然产物生物合成基因簇的其他推定 γ,ẟ-ACAD。这些预测得到了