本研究從Aspergillus rugulosus MST-FP2007的基因組中鑒定出了固醇O-酰轉(zhuǎn)移酶抑制劑Helvamide的生物合成基因簇(hvm)。在A. nidulans中異源表達(dá)hvm基因簇，產(chǎn)生了一種先前未報(bào)道的類(lèi)似物Helvamide B。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，α-酮戊二酸依賴(lài)性氧化酶Hvm1催化1的分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)生成Helvamide B。另外，研究者們還發(fā)現(xiàn)與hancockiamides和helvamides相關(guān)的生物合成途徑受到單模塊非核糖體肽合成酶的底物選擇性控制。
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Piperazine是一種被廣泛認(rèn)可的藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。Aspergillus屬真菌是piperazine的豐富生產(chǎn)者，特別是來(lái)源于L-苯丙氨酸的苯丙酰基哌嗪。本研究關(guān)注的Helvamide作為一種固醇O-酰轉(zhuǎn)移酶抑制劑，在真菌中具有重要的生物活性。本文通過(guò)對(duì)A. rugulosus MST-FP2007的基因組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了Helvamide的生物合成基因簇hvm，并對(duì)其中關(guān)鍵的氧化酶Hvm1進(jìn)行了功能研究。
研究者們使用了在jasminerice上培養(yǎng)A. rugulosus MST-FP2007來(lái)獲得Helvamide。通過(guò)乙酸乙酯提取及多級(jí)色譜分離得到純凈的化合物，并通過(guò)核磁共振等技術(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。同時(shí)，利用異源表達(dá)技術(shù)在A. nidulans中表達(dá)hvm基因簇，從而獲得Helvamide的類(lèi)似物Helvamide B。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了Hvm1的功能，揭示了其在Helvamide生物合成途徑中的作用。另外，還發(fā)現(xiàn)單模塊非核糖體肽合成酶在相關(guān)生物合成途徑中的底物選擇性對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有重要影響。
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本研究成功鑒定了Helvamide的生物合成基因簇hvm，并功能性地解析了其中的關(guān)鍵酶Hvm1。這一發(fā)現(xiàn)不僅有助于理解Helvamide的生物合成機(jī)制，也為進(jìn)一步探索相關(guān)化合物的生物合成途徑提供了新的思路。未來(lái)，可以通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究探索Hvm1的催化機(jī)制以及其在其他類(lèi)似化合物的合成中的作用，從而拓展對(duì)這類(lèi)化合物的認(rèn)識(shí)。
標(biāo)題：Heterologous Biosynthesis of the Sterol O-Acyltransferase Inhibitor Helvamide Unveils an α-Ketoglutarate-Dependent Cross-Linking Oxygenase
作者：Rui Wang, Jia-jing Liang, Wencong Yang, Daniel Vuong, John A. Kalaitzis, Alastair E. Lacey, Ernest Lacey, Andrew M. Piggott, Yit-Heng Chooi*, and Hang Li*
鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.3c04310
