安普霉素生物合成途径的完整体外重建，证明最终糖基化步骤使用了β-D-糖核苷酸前体

安普霉素是一种在兽医学中广泛使用的氨基糖苷类抗生素，由 4-氨基-4-脱氧-D-葡萄糖和假二糖 aprosamine 组成，后者是 2-脱氧链霉胺和一特殊的八碳双环二醛糖的加合物。尽管有广泛的研究与相关的医学实践，但这种复杂的氨基糖苷类的生物合成途径仍然不完整。近期，美国德克萨斯大学奥斯汀分校刘鸿文教授（点击查看介绍）实验室成功以体外实验重建安普霉素生物合成途径的剩余未知步骤，从而全面了解其生物组装。特别是磷酸变位酶 AprJ 和核苷酸转移酶 AprK 可催化 6-磷酸葡萄糖转化为 NDP-β-D-葡萄糖，作为关键的生物合成中间体。此外，他们发现脱氢酶 AprD5 和转氨酶 AprL通过在 4” 位置引入氨基来修饰该中间体，而不需要氨基糖生物合成中通常遇到的预先 6” 脱氧作用。最后，糖苷水解酶家族 65 蛋白 AprO 催化利用 NDP-β-D-葡萄糖或 NDP-4"-氨基-4"-脱氧-β-D-葡萄糖分别形成糖霉素或安普霉素的 8',1"-O-糖苷连接。由于当前已知的天然糖基化反应中的活化糖核苷酸都涉及 NDP-α-D-己糖或 NDP-β-L-己糖，刘鸿文教授实验室报道的化学反应将已知的生物糖基化反应的范围扩大到 NDP-β-D-己糖，对于理解和重新利用氨基糖苷类生物合成具有重要意义。

此工作近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，刘鸿文教授课题组的博士后研究员佐藤秀亮博士为本篇文章的第一作者，刘鸿文教授为通讯作者。

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Complete In Vitro Reconstitution of the Apramycin Biosynthetic Pathway Demonstrates the Unusual Incorporation of a β-d-Sugar Nucleotide in the Final Glycosylation Step

Shusuke Sato, Po-Hsun Fan, Yu-Cheng Yeh, and Hung-wen Liu*

J. Am. Chem. Soc., 2024, DOI: 10.1021/jacs.4c01233

导师介绍

刘鸿文

https://www.x-mol.com/university/faculty/361 

Liu Lab主页链接

https://sites.utexas.edu/liu/