Hvordan tropoloner syntetiseres i svampe:70 år gammelt kemisk mysterium løst

Tropolone er et naturprodukt, der findes i flere svampearter kendt for sin unikke struktur og brede biologiske aktiviteter. Biosyntesen af ​​tropolon har udfordret forskere i over 70 år på grund af dens komplekse molekylære arkitektur. Men forskning offentliggjort i 2020 løste endelig mysteriet omkring tropolonbiogenese.

Tropolone biosyntetiseres gennem en meget usædvanlig polyketid-afledt vej, der involverer flere enzymatiske nøgletrin. Her er en forenklet oversigt over stien:

1. Aktivering af Shikimate Pathway-metabolitter:

Processen starter med aktiveringen af ​​to mellemprodukter fra shikimat-vejen, dihydroxybenzoat (DHB) og tetrahydroxynaphthalen (THN). Enzymer kendt som ikke-reducerende polyketidsyntaser (NR-PKS'er) er ansvarlige for denne aktivering.

2. Generering af trieddikesyrelaktonmellemprodukt:

NR-PKS'er, specifikt TplA og TplB, udnytter det aktiverede DHB og THN til at generere et trieddikesyre-lacton-mellemprodukt.

3. Ringkontraktion og ringdannelse:

Et enzym kaldet TplC initierer en kaskade af omlejringer. Det modificerer trieddikesyrelaktonen for at inducere ringkontraktion. Efterfølgende trin katalyseret af andre enzymer fremmer ringslutning for at danne tropolonringsystemet.

4. Aromatisk hydroxylering:

Endelig udfører enzymer såsom cytochrom P450 monooxygenaser hydroxyleringsreaktioner på tropolonstilladset for at producere hydroxylerede tropoloner.

Sammenfattende involverer den komplekse biosyntese af tropoloner i svampe aktivering af shikimatpathway-metabolitter, trieddikesyrelactondannelse, ringkontraktion/cyklisering og aromatisk hydroxylering. Forskerholdet, der er ansvarligt for denne opdagelse, udførte omfattende genetisk analyse, biokemi og kemisk syntese for at optrevle den detaljerede vej. Deres resultater kaster lys over tropolonbiosyntesens indviklede biokemi og har åbnet nye veje for udforskning af relaterede naturprodukter med potentiel farmakologisk betydning.