Structural and Chemical Biology of Terpenoid Cyclases

Christianson, D.W.

doi:10.1021/acs.chemrev.7b00287

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“…Terpenoids, a large group of diverse natural products with more than 55,000 members, are all constructed from the common precursor isopentenyl diphosphate (IPP) (Christianson, 2017). IPP can be synthesized via the MVA pathway, also known as the 3-hydroxy-3-methylglutaryl (HMG)-CoA reductase pathway (Buhaescu and Izzedine, 2007), or the MEP pathway (Banerjee and Sharkey, 2014).…”

Section: Streptomyces Avermitilis As a Heterologous Hostmentioning

confidence: 99%

Streptomycetes: Surrogate hosts for the genetic manipulation of biosynthetic gene clusters and production of natural products

Nepal

Wang

2019

Biotechnology Advances

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Due to the worldwide prevalence of multidrug-resistant pathogens and high incidence of diseases such as cancer, there is an urgent need for the discovery and development of new drugs. Nearly half of the FDA-approved drugs are derived from natural products that are produced by living organisms, mainly bacteria, fungi, and plants. Commercial development is often limited by the low yield of the desired compounds expressed by the native producers. In addition, recent advances in whole genome sequencing and bioinformatics have revealed an abundance of cryptic biosynthetic gene clusters within microbial genomes. Genetic manipulation of clusters in the native host is commonly used to awaken poorly expressed or silent gene clusters, however, the lack of feasible genetic manipulation systems in many strains often hinders our ability to engineer the native producers. The transfer of gene clusters into heterologous hosts for expression of partial or entire biosynthetic pathways is an approach that can be used to overcome this limitation. Heterologous expression also facilitates the chimeric fusion of different biosynthetic pathways, leading to the generation of “unnatural” natural products. The genus Streptomyces is especially known to be a prolific source of drugs/antibiotics, its members are often used as heterologous expression hosts. In this review, we summarize recent applications of Streptomyces species, S. coelicolor, S. lividans, S. albus, S. venezuelae and S. avermitilis, as heterologous expression systems.

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Section: Streptomyces Avermitilis As a Heterologous Hostmentioning

confidence: 99%

Streptomycetes: Surrogate hosts for the genetic manipulation of biosynthetic gene clusters and production of natural products

Nepal

Wang

2019

Biotechnology Advances

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“…[13,33] Aufd er C 15 -Stufe wird Farnesyldiphosphat (FPP) während des Aufbaus des antibiotischen Sesquiterpens Pentalenolacton am aktiven Zentrum der Pentalenen-Synthase über mindestens vier Kationenumlagerungs-Intermediate in das 5,5,5-tricyclische Alken überführt (Schema 12). [13,33] Aufd er C 15 -Stufe wird Farnesyldiphosphat (FPP) während des Aufbaus des antibiotischen Sesquiterpens Pentalenolacton am aktiven Zentrum der Pentalenen-Synthase über mindestens vier Kationenumlagerungs-Intermediate in das 5,5,5-tricyclische Alken überführt (Schema 12).…”

Section: Kaskadenumlagerungen Von Terpen-gerüsten Durch Carbokationenunclassified

Enzymkaskadenreaktionen in der Biosynthese

Walsh

Moore

2019

Angewandte Chemie

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Enzym‐vermittelte Kaskadenreaktionen sind weit verbreitet. Um einen Vergleich mit den mechanistischen Kategorisierungen der komplementären Kaskadenreaktionen in der organischen Synthese zu ermöglichen sowie um die gemeinsamen Grundlagen aufzuzeigen, erörtern wir hier vier Arten von Enzymkaskadenreaktionen: vermittelt durch nucleophile, elektrophile, pericyclische und radikalische Reaktionen. Zwei Subtypen von Enzymen, die radikalische Kaskaden erzeugen, befinden sich an den entgegengesetzten Enden der Abundanzskala von Sauerstoff: Eisen‐basierte Enzyme nutzen O2, um hochvalente Eisen‐Oxo‐Spezies zu erzeugen, die nichtaktivierte C‐H‐Bindungen in Substraten homolytisch spalten und Gerüstumlagerungen einleiten. Am anaeroben Ende spalten Enzyme reversibel S‐Adenosylmethionin (SAM) unter Bildung des 5′‐Desoxyadenosyl‐Radikals als starkes Oxidans, um die homolytische Spaltung von C‐H‐Bindungen in gebundenen Substraten auszulösen. Die letztgenannten Enzyme werden als Radikal‐SAM‐Enzyme bezeichnet. Die erstgenannten Enzyme kategorisieren wir als “verhinderte Oxygenasen”.

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“…[26] Andere zweiwertige Kationen erwiesen sich oft als ineffizient, [27] [26] Andere zweiwertige Kationen erwiesen sich oft als ineffizient, [27] …”

Section: Angewandte Chemieunclassified

Spata‐13,17‐dien‐Synthase – ein Enzym mit Sesqui‐, Di‐ und Sesterterpen‐Synthase‐Aktivität aus Streptomyces xinghaiensis

2017

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Eine Terpensynthase aus dem marinen Bakterium Streptomyces xinghaiensis wurdecharakterisiert, einschließlich einer vollen Strukturaufklärung ihrer Produkte aus verschiedenen Substraten. Weiterhin wurden detaillierte Untersuchungen des Enzymmechanismus durch Isotopenmarkierungsexperimente,V ariationen des Metallcofaktors und Mutageneseexperimente durchgeführt. Die Daten zeigten eine Abhängigkeit der Mn 2+ -katalysierten Reaktion von der Gegenwart von Asp-217, einem Rest, der in anderen bakteriellen Terpensynthasen von einem hochkonservierten Glu eingenommen wird.Hintergrundinformationen und die Identifikationsnummer (ORCID) eines Autors sind unter: https://doi.

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Structural and Chemical Biology of Terpenoid Cyclases

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Streptomycetes: Surrogate hosts for the genetic manipulation of biosynthetic gene clusters and production of natural products

Streptomycetes: Surrogate hosts for the genetic manipulation of biosynthetic gene clusters and production of natural products

Enzymkaskadenreaktionen in der Biosynthese

Spata‐13,17‐dien‐Synthase – ein Enzym mit Sesqui‐, Di‐ und Sesterterpen‐Synthase‐Aktivität aus Streptomyces xinghaiensis

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