The cyclic depsipeptide FR900359 (FR), isolated from the tropical plant Ardisia crenata, is a strong and selective inhibitor of Gq proteins, making it an indispensable pharmacological tool to study Gq-related processes, as well as a promising drug candidate. Gq inhibition is a novel mode of action for defense chemicals and crucial for the ecological function of FR, as shown by in vivo experiments in mice, its affinity to insect Gq proteins, and insect toxicity studies. The uncultured endosymbiont of A. crenata was sequenced, revealing the FR nonribosomal peptide synthetase (frs) gene cluster. We here provide a detailed model of FR biosynthesis, supported by in vitro enzymatic and bioinformatic studies, and the novel analogue AC-1, which demonstrates the flexibility of the FR starter condensation domains. Finally, expression of the frs genes in E. coli led to heterologous FR production in a cultivable, bacterial host for the first time.
Das cyclische Depsipeptid FR900359 (FR), isoliert aus der tropischen Pflanze Ardisia crenata, zeigt starke und selektive Inhibierung von Gq‐Proteinen. Dadurch ist es sowohl für die Erforschung Gq‐abhängiger Prozesse interessant als auch ein vielversprechender Arzneimittelkandidat. Gq‐Inhibierung ist ein neuer Wirkmechanismus für Abwehrstoffe und entscheidend für die ökologische Funktion von FR, wie durch In‐vivo‐Experimente an Mäusen, Affinität zu Gq‐Proteinen von Insekten und Toxizitätsstudien an Insekten gezeigt wurde. Die Sequenzierung des unkultivierten Endosymbionten von A. crenata führte zur Entdeckung des nichtribosomalen Peptidsynthetasegenclusters von FR (frs). Wir präsentieren hier ein Modell der Biosynthese von FR, unterstützt durch bioinformatische und In‐vitro‐Enzymstudien und das neue Derivat AC‐1, welches Flexibilität der Starter‐Kondensierungsdomänen von FR beweist. Expression der frs‐Gene in E. coli führte erstmals zu heterologen Produktion von FR in einem kultivierbaren bakteriellen Wirt.
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