isopenicillin N

• 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: isopenicillin N
• 英文别名: (2S,5R,6R)-6-[[(5S)-5-azaniumyl-5-carboxypentanoyl]amino]-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptane-2-carboxylate
• 化学式: C₁₄H₂₁N₃O₆S
• 分子量: 359.403
• InChiKey: MIFYHUACUWQUKT-GTQWGBSQSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.5
• 重原子数：
  24
• 可旋转键数：
  7
• 环数：
  2.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.71
• 拓扑面积：
  175
• 氢给体数：
  4
• 氢受体数：
  8

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  isopenicillin N 在 sodium periodate 作用下， 生成
  参考文献：
  名称：

  直接1 H nmr观察δ-（L-α-氨基己二酰基）-L-半胱氨酸-D-缬氨酸和δ-（L-α-氨基己二酰基）-L-半胱氨酸-D-（-）-的无细胞转化异亮氨酸转化为青霉素

  摘要：

  δ-（的无细胞转化大号-aminoadipyl） -大号-cysteinyl- d - （ - ） -异亮氨酸（磅）转换成青霉素（2B）通过直接观察到1个H NMR光谱和噻唑烷环形成显示出通过在脱蛋白的孵育混合物中对青霉素产品进行1 H核Overhauser增强研究，可以保留异亮氨酰残基C-3处的立体化学。

  DOI：

  10.1039/c39810000917
• 作为产物：
  描述：

  无环鸟苷 在 isopenicillin-N-synthetase 作用下， 生成 isopenicillin N
  参考文献：
  名称：

  从激进的角度看氨基酸和肽的特殊稳定性

  摘要：

  游离和 N-乙酰α-氨基酸与氯和氘标记的过氧化氢的光化学反应已被用于确定这些类别分子的相对反应速率以及它们不同类型的氢对氯和氢的提取的相对反应性。以氧为中心的自由基。这些物种的相对反应速率范围超过 3 个数量级；然而，对于侧链特定位置上特定类型基团的多个氨基酸的数据，这些值非常相似。这些结果的预测效用已被证明用于三肽的区域选择性氯化。更一般地说，该分析表明氨基酸和肽的主链和相邻侧链位置对氢原子转移具有特殊的抵抗力，并且在异青霉素-N-合成酶催化的修饰底物反应的早期研究中已经注意到类似的反应模式. 这种抗性与 α-氨基酸、肽和蛋白质的自由基反应的常见发生及其在生物学中的重要性形成鲜明对比。然而，它为氨基酸及其衍生物在自然界中避免降解的能力提供了一个理由，因为它们经常暴露于自由基，并且它至少部分地解释了酶催化自由基反应的异常能力而不是被自由基中间体分解。在异青霉素-N-合成酶催化的修饰底物反应

  DOI：

  10.1021/ja9027583

文献信息

• Peculiar Stability of Amino Acids and Peptides from a Radical Perspective
  作者：Zachary I. Watts、Christopher J. Easton

  DOI：10.1021/ja9027583

  日期：2009.8.19

  Photochemical reactions of free and N-acetyl alpha-amino acids with chlorine and deuterium labeled hydrogen peroxide have been used to determine both the relative rates of reaction of molecules of these classes and the relative reactivity of their different types of hydrogen toward abstraction by chlorine and oxygen centered radicals. The relative rates of reaction of these species range over more than 3 orders

  游离和 N-乙酰α-氨基酸与氯和氘标记的过氧化氢的光化学反应已被用于确定这些类别分子的相对反应速率以及它们不同类型的氢对氯和氢的提取的相对反应性。以氧为中心的自由基。这些物种的相对反应速率范围超过 3 个数量级；然而，对于侧链特定位置上特定类型基团的多个氨基酸的数据，这些值非常相似。这些结果的预测效用已被证明用于三肽的区域选择性氯化。更一般地说，该分析表明氨基酸和肽的主链和相邻侧链位置对氢原子转移具有特殊的抵抗力，并且在异青霉素-N-合成酶催化的修饰底物反应的早期研究中已经注意到类似的反应模式. 这种抗性与 α-氨基酸、肽和蛋白质的自由基反应的常见发生及其在生物学中的重要性形成鲜明对比。然而，它为氨基酸及其衍生物在自然界中避免降解的能力提供了一个理由，因为它们经常暴露于自由基，并且它至少部分地解释了酶催化自由基反应的异常能力而不是被自由基中间体分解。在异青霉素-N-合成酶催化的修饰底物反应
• Penicillin biosynthesis: direct biosynthetic formation of penicillin V and penicillin G
  作者：Jack E. Baldwin、Edward P. Abraham、Geoffrey L. Burge、Hong-Hoi Ting

  DOI：10.1039/c39850001808

  日期：——

  The enzyme isopenicillin N synthetase is able to convert directly the dipeptides, phenoxyacetylcysteinylvaline and phenylacetylcysteinylvaline into penicillin V and G respectively; these are however very slow compared with substrates of the α-aminoadipoyl or adipoylcysteinylvaline type.

  异青霉素N合成酶能够直接将二肽，苯氧基乙酰半胱氨酸缬氨酸和苯基乙酰半胱氨酸缬氨酸分别转化为青霉素V和G。然而，与α-氨基己二酰基或己二酰基半胱氨酸缬氨酸类型的底物相比，它们非常慢。
• The crystal structure of isopenicillin N synthase with δ-(l-α-aminoadipoyl)-l-cysteinyl-d-methionine reveals thioether coordination to iron
  作者：Ian J. Clifton、Wei Ge、Robert M. Adlington、Jack E. Baldwin、Peter J. Rutledge

  DOI：10.1016/j.abb.2011.09.014

  日期：2011.12

  Isopenicillin N synthase (IPNS) catalyses cyclization of δ-(l-α-aminoadipoyl)-l-cysteinyl-d-valine (ACV) to isopenicillin N (IPN), the central step in penicillin biosynthesis. Previous studies have shown that IPNS turns over a wide range of substrate analogues in which the valine residue of its natural substrate is replaced with other amino acids. IPNS accepts and oxidizes numerous substrates that

  异青霉素N合酶（IPNS）催化将δ-（1-α-氨基己二酰基）-1-半胱氨酸-d-缬氨酸（ACV）环化为异青霉素N（IPN），这是青霉素生物合成的关键步骤。先前的研究表明，IPNS可处理多种底物类似物，其中其天然底物的缬氨酸残基被其他氨基酸取代。IPNS接受并氧化许多在该位置带有烃侧链的底物，但是该酶对代替极性基团取代缬氨酰基异丙基的类似物的耐受性较低。我们报告了一个新的ACV类似物δ-（1-α-氨基己二酰基）-l-半胱氨酸-d-蛋氨酸（ACM），其中掺入了硫醚以取代缬氨酸侧链。ACM已使用溶液相法合成，并用IPNS结晶。已经阐明了IPNS：Fe（II）的晶体结构：1.40Å分辨率的ACM复合体。这种结构表明，ACM在IPNS活性位点结合，因此蛋氨酸硫醚的硫原子在氧结合位点以2.57Å的距离与铁结合。半胱氨酸硫醇盐的硫与金属的距离为2.36Å。
• Conversion of¹⁷O/¹⁸O-labelled δ-(<scp>L</scp>-α-aminoadipyl)–<scp>L</scp>-cycteinyl–<scp>D</scp>-valine into¹⁷O/¹⁸O-labelled isopenicillin N in a cell-free extract of C. acremonium
  作者：Robert M. Adlington、Robin T. Aplin、Jack E. Baldwin、Leslie D. Field、Eeva-M. M. John、Edward P. Abraham、Robert L. White

  DOI：10.1039/c39820000137

  日期：——

  δ-(L-α-Amino[1,1,6-17O/18O]-adipyl)-L-cysteiny-D-valine was converted into isopenicillin N in cell-free extracts of Cephalosporium acremonium with no loss of 17O/18O label as shown by 17O n.m.r. spectroscopy and mass spectrometry; incubation of unlabelled tripeptide in cell-free system containing 17O/18O-enriched water produced isopenicillin N with no incorporation of 17O/18O.

  δ-(L-δ-氨基[1,1,6-17O/18O]-己二基)-L-半胱氨酸-D-缬氨酸在无细胞头孢菌素提取物中转化为异青霉素 N，17O n. 显示 17O/18O 标记没有损失。m.r. 光谱法和质谱法；在含有 17O/18O 富集水的无细胞系统中培养未标记的三肽，产生异青霉素 N，但没有 17O/18O 的掺入。
• Direct n.m.r. observation of cell-free conversion of (<scp>L</scp>-α-amino-δ-adipyl)-<scp>L</scp>-cysteinyl-<scp>D</scp>-valine into isopenicillin N
  作者：Jack E. Baldwin、Brian L. Johnson、John J. Usher、Edward P. Abraham、Joyce A. Huddleston、Robert L. White

  DOI：10.1039/c39800001271

  日期：——

  Carbon-13 n.m.r. spectroscopy has been used to observe the efficient conversion of (L-α-amino-δ-adipyl)-L-cysteinyl-D-valine into isopenicillin N in cell-free extracts of Cephalosporium acremonium.

  碳-13 n.m.r.光谱被用来观察头孢痤疮菌无细胞提取物中 (L-δ-amino-δ-´-adipyl)-L-cysteinyl-D-valine 向异青霉素 N 的高效转化。