Rekonstruksi Berurutan Kalikeamisin γ1I Iodo-thiobenzoat dengan Penangkapan Protein Pembawa Selektif Mengungkapkan Iodinase yang Bergantung pada Flavin

Abstrak
Halogenase yang bergantung pada flavin memainkan peran penting dalam biosintesis produk alami, khususnya klorinase dan brominase. Selain iodinasi mamalia yang ada di mana-mana dalam biosintesis tiroksin, produk alami yang teriodinasi sangat jarang, dan enzim yang bertanggung jawab untuk iodinasi bahkan kurang dijelaskan dengan baik. Pengecualian penting adalah kalikeamisin γ1I, senyawa antitumor kuat yang mengandung iodida aromatik, yang halogenasenya telah diusulkan untuk memediasi penggabungan yodium. Meskipun ada prediksi mengenai enzim yang terlibat dalam biosintesis cincin aril teriodinasi, bukti eksperimental masih terbatas karena tantangan dalam identifikasi substrat dan pemantauan reaksi. Dalam penelitian ini, kami berhasil menyusun kembali aktivitas enzimatik yang diperlukan untuk iodinasi dan semua hiasan cincin benzena yang sangat tersubstitusi dalam kalikeamisin γ1I. Dengan menggunakan spektrometri massa protein utuh yang dikombinasikan dengan pembelahan protease, kami menunjukkan pembentukan tioester orselinat yang diikuti oleh metilasi C-2 O, iodinasi C-5, oksidasi C-3, dan metilasi C-3 O secara berurutan. Penelitian ini mengkarakterisasi iodinase pertama yang bergantung pada flavin yang bekerja pada substrat yang bergantung pada protein pembawa, mengidentifikasi substrat alami dari oksigenase sitokrom P450 dan dua O-metiltransferase, dan memberikan wawasan berharga untuk biokatalisis. Selain itu, temuan ini dapat memfasilitasi rekayasa jalur biosintesis poliketida lainnya dan dapat berkontribusi untuk mengoptimalkan kondisi fermentasi guna menghasilkan turunan kalikeamisin baru.