Spiroluchuen A‐Synthase: Eine Cyclase aus Aspergillus luchuensis, die ein spirotetracyclisches Diterpen bildet

• Published in: Angewandte Chemie 2023-12, Vol.135 (52), p.n/a
• Main Authors: Huang, Zheng‐Yu, Taizoumbe, Kizerbo A., Liang, Chengqin, Goldfuss, Bernd, Xu, Jian‐He, Dickschat, Jeroen S.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Biosynthese; Enzymmechanismen; Isotope; Spirocyclen; Terpenoide
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.202315659

Die Diterpensynthase AlTS aus Aspergillus luchuensis wurde identifiziert. AlTS katalysiert die Bildung des Diterpenkohlenwasserstoffs Spiroluchuen A, der ein neuartiges Gerüst aufweist, das durch ein spirocyclisches Ringsystem gekennzeichnet ist. Der Cyclisierungsmechanismus zu dieser Verbindung wurde durch Isotopenmarkierungsexperimente in Verbindung mit DFT‐Berechnungen und metadynamischen Simulationen aufgeklärt. Das biosynthetische Zwischenprodukt Luchudien wurde neben dem Derivat Spiroluchuen B aus einer Enzymvariante abgefangen, die durch ortsspezifische Mutagenese erhalten wurde. Mit seinem 10‐gliedrigen Ring ist Luchudien strukturell mit Germacrenen verwandt und kann eine Cope‐Umlagerung zu Luchuelemen eingehen. Eine Diterpensynthase für Spiroluchuen A mit einem neuartigen Skelett wurde aus Aspergillus luchuensis entdeckt. Enzym‐Engineering durch ortsspezifische Mutagenese ermöglichte die Isolierung von Spiroluchuen B und dem Intermediat Spiroluchuen. Der Enzymmechanismus wurde durch Isotopenmarkierungsexperimente, DFT‐Berechnungen und metadynamische Simulationen eingehend untersucht. Die thermischen Reaktionen von Luchudien wurden studiert.