(+)-山达海松二烯 | 21738-16-9

• 分子结构分类: 有机化合物 - 脂质和类脂质分子 - 异戊烯醇脂质
• 中文名称: (+)-山达海松二烯
• 英文名称: ent-sandaracopimaradiene
• 英文别名: sandaracopimaradiene；(4aR,4bR,7S,10aR)-7-ethenyl-1,1,4a,7-tetramethyl-3,4,4b,5,6,9,10,10a-octahydro-2H-phenanthrene
• CAS: 21738-16-9
• 化学式: C₂₀H₃₂
• 分子量: 272.474
• InChiKey: XDSYKASBVOZOAG-LFGUQSLTSA-N

物化性质

• LogP：
  8.630 (est)

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  7
• 重原子数：
  20
• 可旋转键数：
  1
• 环数：
  3.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.8
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  (+)-山达海松二烯 、 氧气 、 1-Deoxy-1-(7,8-dimethyl-2,4-dioxidobenzo[g]pteridin-10(5H)-yl)-5-O-phosphonopentitol 生成 (+)-ent-3β-hydroxyisopimara-8(14),15-diene 、 氢(+1)阳离子 、 水 、 FMN
  参考文献：
  名称：

  CYP701A8: A Rice ent-Kaurene Oxidase Paralog Diverted to More Specialized Diterpenoid Metabolism    

  摘要：

  所有高等植物都含有一种ent-kaurene氧化酶（KO），因此需要一个细胞色素P450（CYP）701家族成员来进行赤霉素（GA）植物激素的生物合成。虽然GA生物合成衍生的二萜合成酶的基因扩张和功能多样化已经得到证明，但以前尚未发现功能分化的KO/CYP701同源物。水稻（Oryza sativa）的基因组中包含五个CYP701A亚家族成员，尽管仅有一个（OsKO2/CYP701A6）用于GA生物合成。在这里，我们证明了其他水稻CYP701A亚家族成员之一，OsKOL4/CYP701A8，不会催化ent-kaurene C4α-甲基的原型转化为羧酸，而是在许多相关二萜中在附近的C3α位置进行羟化。特别是，在OsKO2催化ent-kaurene转化为GA生物合成所需的ent-kaurenoic酸的预期转化的条件下，OsKOL4则有效地与ent-sandaracopimaradiene和ent-cassadiene反应，产生相应的C3α-羟基化二萜。这些化合物预计是水稻抗真菌植物次生代谢物oryzalexin和phytocassane家族的生物合成中间体，可以在适当条件下检测到水稻植物中。因此，看来OsKOL4在水稻更为专业的二萜代谢中扮演着一种角色，我们的结果提供了KO/CYP701家族成员从GA生物合成中分化的证据。这进一步扩大了从祖先GA主要途径中招募的酶范围，以适应水稻中发现的更复杂和专业的labdane相关二萜代谢网络。

  DOI：

  10.1104/pp.111.187518
• 作为产物：
  描述：

  焦磷酸古巴酯 在 recombinant cyclase from A_. niger inactivated D₆₆₇AD₃₂₇A/D₃₂₉A/D₃₃₀A mutant 作用下， 以 aq. phosphate buffer 为溶剂， 反应 72.0h， 生成 ent-manool 、 (+)-山达海松二烯
  参考文献：
  名称：

  探索霉菌属曲霉属中与拉丹烷有关的二萜生物合成

  摘要：

  尽管萜类化合物的产生通常与植物有关，但各种真菌都含有操纵子，这些操纵子预计会导致这种生物合成。值得注意的是，真菌含有许多与拉丹烷有关的二萜类代谢特征的环化酶，目前尚未对此进行过多研究。这些也经常在细胞色素P450（CYP）单加氧酶附近发现，推测可能进一步修饰了随后的二萜，表明这些真菌可能会产生更复杂的二萜。为了探测这种生物合成能力的功能多样性，对真菌曲霉属的系统发育多样性环化酶和相关CYP进行了研究。进行了这项研究，揭示了它们产生异戊二烯衍生的二萜的能力。有趣的是，在植物相关真菌中大量发现了与拉丹烷相关的二萜类生物合成基因，这暗示这些天然产物可能在这种相互作用中起作用。因此，在此假设异匹马烷的生产可以帮助曲霉属真菌的植物腐生生活方式。

  DOI：

  10.1021/acs.jnatprod.6b00764

文献信息

• Asymmetric Total Synthesis of<i>ent</i>-Sandaracopimaradiene, a Biosynthetic Intermediate of Oryzalexins
  作者：Arata YAJIMA、Ayumi YAMAGUCHI、Tomoo NUKADA、Goro YABUTA

  DOI：10.1271/bbb.70468

  日期：2007.11.23

  An asymmetric total synthesis of ent-sandaracopimaradiene, a biosynthetic intermediate of oryzalexins, via B-alkyl Suzuki-Miyaura coupling and Lewis acid-mediated B-ring formation as key steps was achieved.

  通过B-烷基铃木-宫浦偶合和路易斯酸介导的B-环形成为关键步骤，实现了谷新素的生物合成中间体-对-金刚烷二十二碳烯的不对称全合成。
• Evident and latent plasticity across the rice diterpene synthase family with potential implications for the evolution of diterpenoid metabolism in the cereals
  作者：Dana Morrone、Matthew L. Hillwig、Matthew E. Mead、Luke Lowry、D. Bruce Fulton、Reuben J. Peters

  DOI：10.1042/bj20101429

  日期：2011.5.1

  The evolution of natural product biosynthetic pathways can be envisioned to occur via a number of mechanisms. In the present study we provide evidence that latent plasticity plays a role in such metabolic evolution. In particular, rice (Oryza sativa) produces both ent- and syn-CPP (copalyl diphosphate), which are substrates for downstream diterpene synthases. In the present paper we report that several members of this enzymatic family exhibit dual reactivity with some pairing of ent-, syn- or normal CPP stereochemistry. Evident plasticity was observed, as a previously reported ent-sandaracopimaradiene synthase also converts syn-CPP into syn-labda-8(17),12E,14-triene, which can be found in planta. Notably, normal CPP is not naturally found in rice. Thus the presence of diterpene synthases that react with this non-native metabolite reveals latent enzymatic/metabolic plasticity, providing biochemical capacity for utilization of such a novel substrate (i.e. normal CPP) which may arise during evolution, the implications of which are discussed.

  天然产物生物合成途径的进化可通过多种机制实现。本研究提供的证据表明，潜在的可塑性在这种代谢进化中发挥了作用。特别是，水稻（Oryza sativa）同时产生ent-和syn-CPP（共聚二磷酸），它们是下游二萜合成酶的底物。在本文中，我们报告了该酶家族中的几个成员表现出了双重反应性，它们在ent-、syn-或正常 CPP 立体化学上有一些配对。我们观察到了明显的可塑性，因为之前报道的一种ent-sandaracopimaradiene合成酶也能将syn-CPP转化为syn-labda-8(17),12E,14-triene，这在植物体内也能发现。值得注意的是，水稻中并不天然存在正常的 CPP。因此，与这种非本地代谢物发生反应的二萜合成酶的存在揭示了潜在的酶/代谢可塑性，为利用这种可能在进化过程中产生的新型底物（即正常 CPP）提供了生化能力，其意义将在本文中讨论。
• Diterpene Cyclases Responsible for the Biosynthesis of Phytoalexins, Momilactones A, B, and Oryzalexins A–F in Rice
  作者：Kazuko OTOMO、Yuri KANNO、Akihiro MOTEGI、Hiromichi KENMOKU、Hisakazu YAMANE、Wataru MITSUHASHI、Hideaki OIKAWA、Hiroaki TOSHIMA、Hironori ITOH、Makoto MATSUOKA、Takeshi SASSA、Tomonobu TOYOMASU

  DOI：10.1271/bbb.68.2001

  日期：2004.1

  sativa L.) produces diterpene phytoalexins, such as momilactones, oryzalexins, and phytocassanes. Using rice genome information and in vitro assay with recombinant enzymes, we identified genes (OsKS4 and OsKS10) encoding the type-A diterpene cyclases 9beta-pimara-7,15-diene synthase and ent-sandaracopimaradiene synthase which are involved in the biosynthesis of momilactones A, B and oryzalexins A-F

  水稻（Oryza sativa L.）产生二萜植物抗毒素，例如妈咪内酯，稻谷新解毒素和植物酪蛋白。利用水稻基因组信息并利用重组酶进行体外测定，我们鉴定了编码A型二萜环化酶9beta-pimara-7,15-二烯合酶和对-砂仁花生红素合酶的基因（OsKS4和OsKS10），它们参与了母乳内酯的生物合成。 A，B和稻米黄素AF。紫外线（UV）处理后，这两个基因的转录水平显着增加，这与紫外线引起的植物抗毒素的产生一致。这两个基因可能证明是了解水稻植物防御机制的有力工具。
• Characterization of a Rice Gene Family Encoding Type-A Diterpene Cyclases
  作者：Yuri KANNO、Kazuko OTOMO、Hiromichi KENMOKU、Wataru MITSUHASHI、Hisakazu YAMANE、Hideaki OIKAWA、Hiroaki TOSHIMA、Makoto MATSUOKA、Takeshi SASSA、Tomonobu TOYOMASU

  DOI：10.1271/bbb.60044

  日期：2006.7.23

  We have previously isolated and characterized the rice (Oryza sativa) cDNAs, OsCyc1/OsCPS4, OsCyc2/OsCPS2, OsKS4, OsDTC1/OsKS7, OsDTC2/OsKS8 and OsKS10, which encode cyclases that are responsible for diterpene phytoalexin biosynthesis. Among the other members of this gene family, OsCPS1 and OsKS1 have been suggested as being responsible for gibberellin biosynthesis, OsKSL11 has recently been shown to encode stemodene synthase, and the functions of the three other diterpene cyclase genes in the rice genome, OsKS3, OsKS5 and OsKS6, have not yet been determined. In this study, we show that recombinant OsKS5 and OsKS6 expressed in E. coli converted ent-copalyl diphosphate into ent-pimara-8(14),15-diene and ent-kaur-15-ene, respectively. Neither product is a hydrocarbon precursor required in the biosynthesis of either gibberellins or phytoalexins. OsKS3 may be a pseudogene from which the translated product is a truncated enzyme. These results suggest that the diterpene cyclase genes responsible for gibberellin and phytoalexin biosynthesis are not functionally redundant.

  我们之前分离并鉴定了水稻（Oryza sativa）cDNA OsCyc1/OsCPS4、OsCyc2/OsCPS2、OsKS4、OsDTC1/OsKS7、OsDTC2/OsKS8和OsKS10，这些基因编码的环化酶负责二萜类植物抗毒素的生物合成。在该基因家族的其它成员中，OsCPS1和OsKS1被认为负责赤霉素的生物合成，OsKSL11最近被证明编码茎酮合成酶，而水稻基因组中另外三个二萜类环化酶基因OsKS3、OsKS5和OsKS6的功能尚未确定。在这项研究中，我们发现重组的OsKS5和OsKS6在大肠杆菌中表达，分别将ent-copalyl二磷酸转化为ent-pimara-8(14),15-二烯和ent-kaur-15-烯。这两种产物都不是赤霉素或植物抗毒素生物合成所需的烃类前体。OsKS3可能是一个假基因，其翻译产物是一种截短的酶。这些结果表明，负责赤霉素和植物抗毒素生物合成的二萜类环化酶基因在功能上不是多余的。
• Picking sides: distinct roles for CYP76M6 and CYP76M8 in rice oryzalexin biosynthesis
  作者：Yisheng Wu、Qiang Wang、Matthew L. Hillwig、Reuben J. Peters

  DOI：10.1042/bj20130574

  日期：2013.9.1

  Natural products biosynthesis often requires the action of multiple CYPs (cytochromes P450), whose ability to introduce oxygen, increasing solubility, is critical for imparting biological activity. In previous investigations of rice diterpenoid biosynthesis, we characterized CYPs that catalyse alternative hydroxylation of ent-sandaracopimaradiene, the precursor to the rice oryzalexin antibiotic phytoalexins. In particular, CYP76M5, CYP76M6 and CYP76M8 were all shown to carry out C-7β hydroxylation, whereas CYP701A8 catalyses C-3α hydroxylation, with oxy groups found at both positions in oryzalexins A–D, suggesting that these may act consecutively in oryzalexin biosynthesis. In the present paper, we report that, although CYP701A8 only poorly reacts with 7β-hydroxy-ent-sandaracopimaradiene, CYP76M6 and CYP76M8 readily react with 3α-hydroxy-ent-sandaracopimaradiene. Notably, their activity yields distinct products, resulting from hydroxylation at C-9β by CYP76M6 or C-7β by CYP76M8, on different sides of the core tricyclic ring structure. Thus CYP76M6 and CYP76M8 have distinct non-redundant roles in orzyalexin biosynthesis. Moreover, the resulting 3α,7β- and 3α,9β-diols correspond to oryzalexins D and E respectively. Accordingly, the results of the present study complete the functional identification of the biosynthetic pathway underlying the production of these bioactive phytoalexins. In addition, the altered regiochemistry catalysed by CYP76M6 following C-3α hydroxylation has some implications for its active-site configuration, offering further molecular insight.

  天然产物的生物合成通常需要多种 CYPs（细胞色素 P450）的作用，它们引入氧气、增加溶解度的能力对于赋予生物活性至关重要。在以前对水稻二萜生物合成的研究中，我们对催化ent-sandaracopimaradiene（水稻oryzalexin抗生素植物雌激素的前体）替代羟基化的 CYPs 进行了鉴定。其中，CYP76M5、CYP76M6 和 CYP76M8 都被证明能进行 C-7β 羟基化，而 CYP701A8 则催化 C-3α 羟基化，在 oryzalexins A-D 的两个位置上都发现了氧基，这表明它们可能在 oryzalexin 的生物合成中连续发挥作用。在本文中，我们报告了尽管 CYP701A8 与 7β-hydroxy-ent-sandaracopimaradiene 的反应很弱，但 CYP76M6 和 CYP76M8 却很容易与 3α-hydroxy-ent-sandaracopimaradiene 发生反应。值得注意的是，CYP76M6 和 CYP76M8 在三环核心结构的不同侧 C-9β 或 C-7β 处进行羟基化反应会产生不同的产物。因此，CYP76M6 和 CYP76M8 在橙皮苷的生物合成过程中具有不同的非冗余作用。此外，由此产生的 3α,7β- 和 3α,9β-二醇分别对应于奥氮杂环辛 D 和 E。因此，本研究的结果完成了这些具有生物活性的植物毒素的生物合成途径的功能鉴定。此外，CYP76M6 在 C-3α 羟基化后催化的改变的区域化学对其活性位点构型有一定的影响，从而提供了进一步的分子见解。