Reduktive Dehydroxylierung von Allylalkoholen durch IspH‐Protein

Abstract

Die Biosynthese von Naturstoffen ist eine Fundgrube für ungewöhnliche Reaktionsmechanismen. Neue strukturbiologische und mechanistische Untersuchungen machen verständlich, wie Allylalkohole im Rahmen der Terpen‐Biosynthese durch das IspH‐Protein reduktiv dehydroxyliert werden.

Isoprenoid Biosynthesis: Ferraoxetane or Allyl Anion Mechanism for IspH Catalysis?

“…[6] The question then arises as to whether the g 11 = 2.17 species corresponds to the intermediate observed crystallographically. [18,19] In the latter the average distance from Fe to C1, C2 and C3 is 2.8 AE 0.3 . Using the hyperfine tensor results and the point dipole approximation with the spin projection coefficients for aconitase, [20] we obtained a range of .…”

Biometallorganische Chemie mit IspG und IspH: Struktur, Funktion und Hemmung der an der Isoprenoid‐Biosynthese beteiligten [Fe4S4]‐Proteine

“…[91] Die von IspH katalysierten Reaktionen sind in Schema 13 zusammengefasst. Alle Substrate enthalten eine Diphosphatgruppe, die an die konservierte Diphosphat-Bindungsstelle bindet, [19,47] [5] Im Fall der Fumarase A (FumA) aus E. coli ist das Enzym auch in der Lage, die Hydratation eines Acetylens, Alcetylendicarboxylat, [5,92,93] [98] Ebenso sind die Enzyme Dihydroxysäure-Dehydratase (DHAD) [99] und Isopropylmalat-Isomerase (IPMI) [100] Ziele, um die Biosynthese verzweigtkettiger Aminosäuren in Tuberkulosebakterien (in Makrophagen) zu hemmen und sind als Angriffsstellen für Herbizide interessant; verschiedene Inhibitoren wurden beschrieben. [101] Einige …”

“…[91] Die von IspH katalysierten Reaktionen sind in Schema 13 zusammengefasst. Alle Substrate enthalten eine Diphosphatgruppe, die an die konservierte Diphosphat-Bindungsstelle bindet, [19,47] [38] . [94,95] Die Elektronentransfer-Funktion von [Fe 4 S 4 ] kann auch eine Dehydratationsreaktion erleichtern, wie bei der 2-Hydroxyglutaryl-CoA-Dehydratase aus Clostridium symbiosum, die ihr Substrat über eine Ketylradikal-Zwischenstufe dehydratisiert, demonstriert wurde.…”

Mechanistic Studies of an IspH‐Catalyzed Reaction: Implications for Substrate Binding and Protonation in the Biosynthesis of Isoprenoids

“…[8,13] A mechanism resembling that of Birch reduction has been proposed for the IspH-catalyzed reaction (Scheme 1 B). [8a,b, 9, 13] However, in view of the close proximity of the C2-C3 double bond of 3 to the unique iron site of the cluster (roughly 2.9-3.0 ) in the crystal structure of the IspH-HMBPP complex (Figure 1) and the results of ENDOR studies of an IspH E126A mutant, [10] an alternative mechanism involving h 2 coordination between the C2-C3 double bond and the reduced [4Fe-4S] + cluster (see 5 in Scheme 1 C) was also proposed.…”

“…[5] Only recently, a second pathway, the deoxyxylulose phosphate (DXP) pathway (also known as the methyl erythritol phosphate (MEP) pathway) was discovered, [1b,c, 6] in which both IPP and DMAPP are coproduced from 4-hydroxy-3-methyl-2-butenyl diphosphate (HMBPP, 3) catalyzed by the IspH enzyme (Scheme 1 A). [7][8][9][10][11] Since IspH is not present in humans, and isoprenoids are essential for the survival of many pathogenic microorganisms, IspH has become an attractive target for the development of new antimicrobial drugs. [12] The IspH-catalyzed conversion of 3 to 1 and 2 is an overall two-electron reductive dehydroxylation reaction.…”