The entire gene locus encoding the biosynthesis of the potent glutathione-S-transferase inhibitors and apoptosis inducers benastatin A and B has been cloned and sequenced. The cluster identity was unequivocally proven by deletion of flanking regions and heterologous expression in S. albus and S. lividans. Inactivation and complementation experiments revealed that a KSIII component (BenQ) similar to FabH is crucial for providing and selecting the rare hexanoate PKS starter unit. In the absence of BenQ, several novel penta- and hexacyclic benastatin derivatives with antiproliferative activities are formed. In total, five new compounds were isolated and fully characterized, and the chemical analysis was confirmed by derivatization. The most intriguing observation is that the ben PKS can utilize typical straight and branched fatty acid synthase primers. If shorter straight-chain starters are utilized, the length of the polyketide backbone is increased, resulting in the formation of an extended, hexacyclic ring system reminiscent of proposed intermediates in the griseorhodin and fredericamycin pathways. Analysis and manipulation of the hybrid fatty acid polyketide pathway provides strong support for the hypothesis that the number of chain elongations is dependent on the total size of the polyketide chain that is accommodated in the PKS enzyme cavity. Our results also further substantiate the potential of metabolic engineering toward polyphenols with altered substituents and ring systems.

中文翻译：

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贝那他汀生物合成途径的分子分析和改变的脂肪酸-聚酮化合物的基因工程

编码强效谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂和凋亡诱导剂贝那他汀 A 和 B 生物合成的整个基因位点已被克隆和测序。通过在 S. albus 和 S. lividans 中删除侧翼区域和异源表达，明确证明了集群身份。失活和互补实验表明，类似于 FabH 的 KSIII 组件 (BenQ) 对于提供和选择稀有的己酸 PKS 起始单元至关重要。在没有 BenQ 的情况下，形成了几种具有抗增殖活性的新型五环和六环 benastatin 衍生物。总共分离并充分表征了五种新化合物，并通过衍生化确认了化学分析。最有趣的观察是 ben PKS 可以利用典型的直链和支链脂肪酸合酶引物。如果使用较短的直链起始物，聚酮化合物骨架的长度会增加，导致形成一个扩展的六环环系统，让人联想到灰黄丁和弗雷德里霉素途径中提出的中间体。杂合脂肪酸聚酮化合物途径的分析和操作为以下假设提供了强有力的支持，即链延长的数量取决于容纳在 PKS 酶腔中的聚酮化合物链的总大小。我们的结果还进一步证实了代谢工程对具有改变的取代基和环系统的多酚的潜力。聚酮化合物主链的长度增加，导致形成一个扩展的六环系统，让人联想到灰黄丁和弗雷德里霉素途径中提出的中间体。杂合脂肪酸聚酮化合物途径的分析和操作为以下假设提供了强有力的支持，即链延长的数量取决于容纳在 PKS 酶腔中的聚酮化合物链的总大小。我们的结果还进一步证实了代谢工程对具有改变的取代基和环系统的多酚的潜力。聚酮化合物主链的长度增加，导致形成一个扩展的六环系统，让人联想到灰黄丁和弗雷德里霉素途径中提出的中间体。杂合脂肪酸聚酮化合物途径的分析和操作为以下假设提供了强有力的支持，即链延长的数量取决于容纳在 PKS 酶腔中的聚酮化合物链的总大小。我们的结果还进一步证实了代谢工程对具有改变的取代基和环系统的多酚的潜力。杂合脂肪酸聚酮化合物途径的分析和操作为以下假设提供了强有力的支持，即链延长的数量取决于容纳在 PKS 酶腔中的聚酮化合物链的总大小。我们的结果还进一步证实了代谢工程对具有改变的取代基和环系统的多酚的潜力。杂合脂肪酸聚酮化合物途径的分析和操作为以下假设提供了强有力的支持，即链延长的数量取决于容纳在 PKS 酶腔中的聚酮化合物链的总大小。我们的结果还进一步证实了代谢工程对具有改变的取代基和环系统的多酚的潜力。