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(Last modification:
28. March 2009)
Phenylphenalenone und
Modell der Biosynthese
(Schlüsselpublikation: Brand et al. (2006)
Dies sind interessante Naturstoffe, aus verschiedenen
Gründen. Einer ist die Biosynthese, mit ein paar wichtigen Fragen:
-
1. Sind Typ III PKS
beteiligt? Für den ersten postulierten Schritt sieht das ziemlich
wahrscheinlich aus: Eine einzige Kondensation eines Phenylpropanoid-CoA
Esters mit Malonyl-CoA, zur Bildung eines Diketids. Dies sieht ganz so aus
wie die Funktion der Benzalaceton-Synthase (mehr...).
-
2. Sind Typ III PKS
beteiligt am nächsten Schritt, d.h. einer Kondensation des Diketids mit
einem zweiten Phenylpropanoidrest, zur Bildung eines Diarylheptanoids? Und
wenn ja, ist das das gleiche Enzym oder benötigt diese Reaktion eine andere
spezialisierte Typ III PKS (oder einen anderen Typ eines kondensierenden
Enzyms)?
-
3. Nicht ein direktes Thema
hier, aber wichtig: Wie geht es weiter zu den komplexen Phenylphenalenonen?
Die Zeichnung versucht die Darstellung
eines sehr vereinfachten Modells der möglichen Reaktionen. Es basiert auf dem
gegenwärtigen Kenntnisstand (Ende 2007). Es scheint ganz eindeutig, dass eine
Typ III PKS für die Reaktion 1
verantwortlich ist. Mit der Reaktion 2
ist das noch nicht so klar. Die Ergebnisse mit einer Diarylheptanoid-Synthase
(CUS, Curcuminoid-Synthase) aus Reis (Oryza sativa), einer Pflanze, in
der solche Naturstoffe überhaupt nicht bekannt sind (!), zeigten kürzlich
(2007), dass eine rekombinante Typ III PKS die beiden Reaktionen
1 und
2 ausführen kann (mehr...).
Die hier besprochenen Ergebnisse, mit einer Typ III PKS aus einer Pflanze mit
sehr viel Phenylphenalenonen, sprechen deutlich für eine Typ III PKS in Reaktion
1, aber die Reaktion 2 konnte damit nicht gezeigt
werden. Ist es möglich, das in verschiedenen Pflanzen verschiedene
Biosynthese-Strategien eingesetzt werden?
Die Links unten (oder oben im Kopf) führen zu den Besprechungen der
Ergebnisse.
Seiten zum Thema
-
Phenylphenalenone:
Kurze Einführung: Mehr...
-
Phenylphenalenone in Wachendorfia
thyrsiflora: Mehr...
-
WtPKS1,
eine Typ III PKS aus Wachendorfia
thyrsiflora: Mehr...
-
In vitro Produkte mit rekombinanter WtPKS1:
Mehr...
-
Diskussion:
Mehr...
-
WtPKS1: Ein Enzym eines Zwei-Komponenten System?
Mehr...
-
Link zu neuestem
Verwandtschafts-Baum von pflanzlichen Typ III PKS
-
Links zu anderen Seiten über Enzyme mit einer Kondensationsreaktion
-
Benzalacetonsynthasen
-
Himbeere (Rubus idaeus):
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- Rhabarber (Rheum palmatum):
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-
C-Methylierte Flavonoide:
Mehr...
-
Diketid-Derivate
-
Phenylphenalenones:
Mehr...
- Curcuminoide:
- Curcuminoidbiosynthese durch zwei kooperierende Enzyme in
Curcuma longa: Mehr...
- die Seite sollten Sie sich unbedingt ansehen: Dies
könnte auch ein Modell für die
Phenylphenalenon-Biosynthese sein !!
- Curcuminoidsynthase in Reis
- (gehört eigentlich nicht hierher: ein Enzym,
zwei Kondensationen mit verschiedenen
Extender-Substraten: Mehr...)
-
Vorschläge
-
Benzylaceton:
Mehr...
(Wichtig:
Das ist was anderes als Benzalaceton!)
-
Chinolin-Alkaloide:
Mehr...
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Publikation
-
Brand, S.,
Hölscher, D., Schierhorn, A.,
Svatoš, A., Schröder, J., and Schneider, B.:
A type III polyketide synthase from
Wachendorfia thyrsiflora and its role in diarylheptanoid and
phenylphenalenone biosynthesis.
Planta
224, 413-428 (2006)
Chalcone synthase (CHS) related type III plant polyketide
synthases (PKSs) are likely to be involved in the biosynthesis of
diarylheptanoids (e.g. curcumin and polycyclic phenylphenalenones), but
no such activity has been reported. Root cultures from Wachendorfia
thyrsiflora (Haemodoraceae) are a suitable source to search for such
enzymes because they synthesize large amounts of phenylphenalenones, but
no other products that are known to require CHSs or related enzymes (e.g.
flavonoids or stilbenes). A homology-based RT-PCR strategy led to the
identification of cDNAs for a type III PKS sharing only approximately
60% identity with typical CHSs. It was named WtPKS1 (W. thyrsiflora
polyketide synthase 1). The purified recombinant protein accepted a
large variety of aromatic and aliphatic starter CoA esters, including
phenylpropionyl- and side-chain unsaturated phenylpropanoid-CoAs. The
simplest model for the initial reaction in diarylheptanoid biosynthesis
predicts a phenylpropanoid-CoA as starter and a single condensation
reaction to a diketide. Benzalacetones, the expected release products,
were observed only with unsaturated phenylpropanoid-CoAs, and the best
results were obtained with 4-coumaroyl-CoA (80% of the products). With
all other substrates, WtPKS1 performed two condensation reactions and
released pyrones. We propose that WtPKS1 catalyses the first step in
diarylheptanoid biosynthesis and that the observed pyrones are
derailment products in the absence of downstream processing proteins.
Sonderdruckanfrage
Diese Arbeit ist das Ergebnis einer sehr schönen Kooperation mit Bernd
Schneider und seiner Gruppe in Jena (Deutschland). Besuchen Sie die
Website von B. Schneider am Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie,
wo die meisten der Experimente durchgeführt wurden: Dort finden Sie auch noch
mehr über Phenylphenalenone.
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