Characterization and Engineering of a Bisabolene Synthase Reveal an Unusual Hydride Shift and Key Residues Critical for Mono-, Bi-, and Tricyclic Sesquiterpenes Formation

化学 三环 钥匙(锁) 立体化学 氢化物 有机化学 金属 生态学 生物
作者
Mengyue Wu,Ian S. Torrence,Yuanning Liu,Jingshuai Wu,Rui Ge,Ke Ma,Dong Liu,Jinwei Ren,Shilong Fan,Ming Ma,Justin B. Siegel,Dean J. Tantillo,Wenhan Lin,Aili Fan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.4c17818
摘要

Sesquiterpene synthases (STSs) catalyze carbocation cascade reactions with various hydrogen shifts and cyclization patterns that generate structurally diverse sesquiterpene skeletons. However, the molecular basis for hydrogen shifts and cyclizations, which determine STS product distributions, remains enigmatic. In this study, an elusive STS SydA was identified in the biosynthesis of sydonol, which synthesized a new bisabolene-type sesquiterpene 6 with a unique saturated terminal pendant isopentane. Extensive evidence from isotope labeling experiments, crystal structures of SydA and its variant, quantum chemical calculations, and mutagenesis experiments reveal a plausible mechanism for the formation of 6 involving an unusual 1,7-hydride shift, which may be a key branchpoint for monocyclic, bicyclic, and tricyclic products. Structure-based engineering resulted in SydA variants that promote different reaction pathways, leading to the production of bicyclic α-cuprenene and (+)-β-chamigrene and tricyclic 7-epi-β-cedrene and β-microbiotene. These findings not only reveal a new bisabolene and its biosynthesis but also provide insights into the molecular basis of the hydride shifts and cyclizations, which pave the way for engineering STSs to produce complex terpenoid products.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
Singhi完成签到,获得积分10
刚刚
com发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
七七完成签到 ,获得积分10
1秒前
鳗鱼凡波发布了新的文献求助10
2秒前
Oliver发布了新的文献求助10
3秒前
zhangfan发布了新的文献求助10
3秒前
瓦瓦完成签到,获得积分10
3秒前
健康小宋应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
赵某人发布了新的文献求助10
3秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
4秒前
健康小宋应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
RUI发布了新的文献求助10
4秒前
彬彬应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
彬彬应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Ryan发布了新的文献求助40
5秒前
小蘑菇应助动听的笑南采纳,获得10
5秒前
Zx_1993应助科研通管家采纳,获得100
5秒前
星辰大海应助明芬采纳,获得10
5秒前
Zx_1993应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
华仔应助123采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
大模型应助郑zhenglanyou采纳,获得10
7秒前
lian完成签到,获得积分10
7秒前
Eugune发布了新的文献求助10
8秒前
黑羊完成签到,获得积分20
8秒前
雪兔妹妹完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 800
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Antihistamine substances. XXII; Synthetic antispasmodics. IV. Basic ethers derived from aliphatic carbinols and α-substituted benzyl alcohols 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5429451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4542928
关于积分的说明 14183617
捐赠科研通 4460886
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2445912
邀请新用户注册赠送积分活动 1437068
关于科研通互助平台的介绍 1414191