【Angew. Chem. Int. Ed.】二萜合酶Bnd4形成Eunicellane型二萜6,10-双环骨架的机理研究

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Eunicellane型二萜类化合物属于西伯烷亚家族，具有结构独特的6,10-双环骨架和不同的氧化形式。在360个已报道的eunicellane型二萜类化合物中，绝大多数是在海洋八放珊瑚中发现的，只有少数是从植物和细菌中分离而来。该系列天然产物具有广泛的生物活性，包括抗炎、抗癌、抗菌和防污性能，它们是吸引人的医药和农业应用的候选产品，也是重要但具有挑战性的全合成目标。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

 

近期，University of Florida的Jeffrey D. Rudolf组利用一系列生化、生物信息学和理论实验研究合成eunicellane型二萜类化合物骨架的二萜合酶Bnd4的催化机制。

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通过氘代标记实验表明，二萜合酶Bnd4通过1,10-环化、1,3-氢化物移位和1,14-环化的级联过程最终形成6,10-双环骨架。

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此外，该研究还利用量子化学计算对该催化过程的中间体和过渡态的活化能进行计算。
 

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对Bnd4的突变实验、生物信息学分析和结构分析表明，Bnd4具有独特的D94NxxxD基序，且D94和E169是两个对活性非常重要的位点。同时，Bnd4还表现出倍半萜环化酶活性和烯丙基化小分子的能力。

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总之，Bnd4是第一例被表征的能催化产生6,10-双环eunicellane型二萜类化合物骨架的二萜合酶，它在序列和功能上都表明是一个新型的二萜合酶。细菌是结构独特且具有生物活性的萜类化合物的极好来源，细菌中新型二萜合酶的基因组挖掘，特别是具有独特的富含Asp基序和非标准的二萜合酶，必将导致产生新的萜烯骨架和新的二萜类天然产物的发现。

 

参考文献：Mechanistic Insights into the Formation of the 6,10-Bicyclic Eunicellane Skeleton by the Bacterial Diterpene Synthase Bnd4

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202109641

原文作者：Baofu Xu, Dean J. Tantillo, and Jeffrey D.Rudolf*


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