Biosynthesis of Fusidic Acid from Squalene 2,3-Oxide
- 作者
- W. O. Godtfredsen, H. Lorck, E. E. van Tamelen, J. D. Willett, R. B. Clayton
- 单位
- Leo Pharmaceutical Products, Ballerup, Denmark; Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, California; Department of Psychiatry, Stanford University Medical Center, Stanford, California
- 杂志
- Journal of the American Chemical Society（1968）
- DOI
- 10.1021/ja01003a036
- 所属领域
- 天然产物生物合成
- 关键词
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解决的核心问题
验证squalene 2,3-oxide是否为fusidic acid的直接环状前体，从而支持其在多环三萜生物合成中的普遍中间体作用。
研究策略
利用放射性标记的[3H]squalene 2,3-氧化物饲喂Fusidium coccineum培养物，分离并纯化fusidic acid，通过甲酯化、氧化、水解等化学衍生物分析，测定各步骤中氚含量的变化，验证标记物的完整掺入。
核心内容
该研究通过放射性示踪实验直接验证了角鲨烯2,3-氧化物是否为夫西地酸生物合成的直接前体。研究者将2 mg、总放射性6.43×10^6 dpm的[3H]角鲨烯2,3-氧化物加入300 ml的Fusidium coccineum培养物中，经140小时培养后分离得到160 mg夫西地酸，比活为861 dpm/mg。经稀释重结晶后最大比活约750 dpm/mg，其甲酯衍生物比活为737 dpm/mg，氧化为3,11-脱氢夫西地酸甲酯后仅损失11%放射性，而碱性水解释放侧链后总损失达54.2%，与理论预测值（10.5%和58.0%）高度吻合。这一结果表明，角鲨烯2,3-氧化物的碳骨架被完整地掺入夫西地酸的fusidane核心结构中，而非经历降解后再组装。该实验首次确证了角鲨烯2,3-氧化物作为关键环化前体参与夫西地酸的生物合成，同时也为角鲨烯2,3-氧化物在多环三萜类天然产物生物合成中的普遍中间体地位提供了直接实验证据，深化了对三萜类抗生素合成路径的理解。
创新点
首次直接证明squalene 2,3-氧化物可高效掺入fusidic acid，为三萜类抗生素的生物合成途径提供关键实验证据。
研究对象（1）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Fusidium coccineum | fusidic acid生物合成（三萜/甾体途径） | — | — | — | 利用放射性标记前体饲喂生产菌株，追踪标记进入fusidic acid |
关键发现
- 2 mg的[3H]squalene 2,3-氧化物（6.43×10^6 dpm）加入300 ml培养物，140小时后分离得到160 mg fusidic acid，比活861 dpm/mg
- 经稀释重结晶后最大比活约750 dpm/mg
- 甲酯比活737 dpm/mg
- 氧化成3,11-脱氢fusidic acid甲酯后比活682 dpm/mg，损失11%
- 碱性水解后比活351 dpm/mg，总损失54.2%，与理论值10.5%和58.0%相符。结果证实squalene 2,3-氧化物作为前体完整掺入fusidane骨架。
研究结论
Squalene 2,3-氧化物在Fusidium coccineum中转化为fusidic acid，确立其为该抗生素碳骨架生物合成的关键前体，并进一步支持squalene 2,3-氧化物在天然多环三萜生物合成中的普遍作用。