Discovery, Structure, and Mechanism of the (R, S)-Norcoclaurine Synthase for the Chiral Synthesis of Benzylisoquinoline Alkaloids

苄基异喹啉 ATP合酶 立体化学 化学 转移酶 对映体 生物合成 机制(生物学) 生物化学 哲学 认识论
作者
Libo Zhang,Shiqing Zhang,Lijing Liao,Huanying Tang,Sheng Wang,Fucheng Yin,Liangliang Han,Kejin Zhu,Yushi Liu,Ding‐Qiao Xu,Xiaobing Wang,Minjian Qin,Yibei Xiao,Xiang Sheng,Yucheng Zhao
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:13 (22): 15164-15174 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c03296
摘要

Benzylisoquinoline alkaloids (BIAs) are key plant metabolites that offer significant pharmacological benefits. While most naturally isolated BIAs are identified as (S)-enantiomers, (R)-configured BIAs are also abundant in specific species. However, the formation mechanism of (R)-enantiospecific BIAs remains largely unknown. Norcoclaurine synthase (NCS)-catalyzed Pictet–Spengler condensation is responsible for the BIAs scaffold formation and establishing a unique chiral carbon center. Nevertheless, all NCSs hitherto identified were strictly (S)-selective. Herein, five NCS homologues in lotus were identified and functionally characterized to be without enantiopreference, namely, being capable of producing (R)-norcoclaurine. We revealed the crystal structure of NnNCS1, one of the five identified NnNCS homologues, showing the enzyme's typical pathogenesis-related protein 10-fold and an active dimeric form. Guided by the mechanistic information from quantum chemical calculations, the single-point mutation of Ile43, Leu60, and Phe101 leads to (R)-enantiospecific mutants. This study unravels the previously obscure pathway of (R)-BIA biosynthesis, thereby providing valuable enzymatic tools for the synthetic biology of (R)-configured BIAs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
deeferf发布了新的文献求助10
3秒前
黄毅发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
晨晨CC发布了新的文献求助10
11秒前
bgeelyu完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
情怀应助双马尾小男生采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
RYAN完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
PDAYEBLB完成签到,获得积分10
20秒前
bgeelyu发布了新的文献求助30
20秒前
21秒前
cecilycen完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
善学以致用应助优秀以亦采纳,获得10
23秒前
爱学习发布了新的文献求助10
23秒前
ayue发布了新的文献求助10
23秒前
wubuking完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
华仔应助聪明的破茧采纳,获得10
25秒前
PageWan应助别找我麻烦采纳,获得10
26秒前
俭朴蜜蜂完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
赘婿应助Janisa采纳,获得30
30秒前
30秒前
BB婷、完成签到,获得积分10
31秒前
斯文败类应助爱学习采纳,获得10
33秒前
33秒前
zhongjiaa完成签到,获得积分10
34秒前
lithium完成签到 ,获得积分10
35秒前
35秒前
别找我麻烦完成签到,获得积分10
36秒前
38秒前
41秒前
慕青应助研友_楼灵煌采纳,获得10
43秒前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107) 1000
LNG地上式貯槽指針 (JGA指 ; 108) 1000
Preparation and Characterization of Five Amino-Modified Hyper-Crosslinked Polymers and Performance Evaluation for Aged Transformer Oil Reclamation 700
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
How Stories Change Us A Developmental Science of Stories from Fiction and Real Life 500
九经直音韵母研究 500
Full waveform acoustic data processing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2929742
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2581046
关于积分的说明 6961137
捐赠科研通 2229951
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1184808
版权声明 589534
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 579903