Subrutilane—A Hexacyclic Sesterterpene from Streptomyces subrutilus

Abstract

Mining of a terpene synthase from Streptomyces subrutilus resulted in the identification of the hexacyclic sesterterpene subrutilane, besides eight pentacyclic side products. Subrutilane represents the first case of a saturated sesterterpene hydrocarbon. Its structure including the absolute configuration was unambiguously determined through X‐ray analysis and stereoselective deuteration. The cyclisation mechanism to subrutilane and its side products was investigated in all detail by isotopic labelling experiments and DFT calculations. The subrutilane synthase (SrS) also converted (2Z)‐GFPP into one major product. Additional compounds were obtained from the substrate analogs (7R)‐6,7‐dihydro‐GFPP and (2Z,7R)‐6,7‐dihydro‐GFPP with a blocked reactivity in the C6‐C7 bond. Interestingly, the early steps of the cyclisation cascade with (2Z)‐GFPP and the saturated substrate analogs were analogous to those of GFPP, but then deviations from the natural cyclisation mode occur.

Spiroluchuene A Synthase: A Cyclase fromAspergillus luchuensisForming a Spirotetracyclic Diterpene

“…and S16) to allow for an identification of residues potentially involved in catalysis [40,41] . Noticeable differences between AlTS and SpS were observed for the AlTS active‐site residues L86, I102, I106, G213, V214 and S251 located in positions that were previously shown to be hotspots for the change of the functions of terpene synthases [24,42–46] . The corresponding positions of SpS are occupied by F77, V93, F97, A208, A209 and V246.…”

Zwei Sesterterpen‐Syntasen aus Lentzea atacamensis demonstrieren die Rolle der Konformationsvariabilität in der Terpenbiosynthese

“…Interessanterweise teilt Verbindung 5 das Gerüst mit dem StvirS-Produkt Sesterviriden C (9) (Kasten in Schema 1), dessen Cyclisierungsmechanismus zuvor durch eine Kombination aus Markierungsexperimenten und DFT-Rechnungen untersucht wurde. [36] Ein Vergleich der hier und in der vorherigen Studie erhaltenen Ergebnisse zeigt, dass die Cyclisierungsmechanismen für Auch die [1,5]-sigmatrope Umlagerung von 5 zu 8 konnte rechnerisch realisiert werden und ergab eine ziemlich hohe Aktivierungsbarriere (ΔG ‡ = 29.1 kcal/mol) und eine negative freie Gibbs-Energie (ΔG = À 7.7 kcal/mol) für diese Transformation (Schema 1, Tabelle S7, Abbildung S47). Der intramolekulare Charakter und die suprafaciale Stereochemie der [1,5]-sigmatropen Umlagerung stimmen mit den Woodward-Hoffmann-Regeln überein.…”

“…Durch kombinatorische Suchen mit Multigene BLAST, [40] 2ndFind [41] und konventionellem BLAST wurden zwei mutmaßliche TS (WP_109642681 und WP_109642683) als potenzielle Kandidaten identifiziert, die an der Biosynthese dieser Sesterterpene beteiligt sind. Einer phylogenetischen Analyse zufolge ist eines dieser TS-Homologen (WP_ 109642681) mit den zuvor charakterisierten StTS für Sestermobaraene [5] und für Sesterviolen (2) [36] verwandt und weist eine Aminosäuresequenzidentität von 40 % bzw. 41 % zu diesen Enzymen auf, während die zweite TS (WP_ 109642683) in einem Zweig nicht charakterisierter TS-Homologe vorkommt (Abbildung S1).…”

Two Sesterterpene Synthases from Lentzea atacamensis Demonstrate the Role of Conformational Variability in Terpene Biosynthesis

“…The first bacterial StTS (SmTS1) was discovered from Streptomyces mobaraensis and is a multiproduct StTS with the main product sestermobaraene A (1, Figure 1). [5] Three additional bacterial StTSs were successively reported including SvSS from Streptomyces violens for sesterviolene (2), [36] StvirS from Kitasatospora viridis for sesterviridene A (3), [37] and SrS from Streptomyces subrutilus for the only known hexacyclic sesterterpene hydrocarbon subrutilane (4). [38] Here we report on the discovery and deep mechanistic investigation of two bacterial StTSs from Lentzea atacamensis.…”