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Chemoenzymatic Synthesis of Plant‐Derived Kavalactone Natural Products by Dynamic Resolution Using a Biosynthetic O‐Methyltransferase Tailoring Enzyme

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00008311
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-8311-0

Titelangaben

Rydzek, Simon ; Guth, Florian ; Friedrich, Steffen ; Noske, Jakob ; Höcker, Birte ; Hahn, Frank:
Chemoenzymatic Synthesis of Plant‐Derived Kavalactone Natural Products by Dynamic Resolution Using a Biosynthetic O‐Methyltransferase Tailoring Enzyme.
In: ChemCatChem. Bd. 16 (2024) Heft 23 . - e202400883.
ISSN 1867-3899
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1002/cctc.202400883

Volltext

[thumbnail of ChemCatChem - 2024 - Rydzek - Chemoenzymatic Synthesis of Plant‐Derived Kavalactone Natural Products by Dynamic Resolution.pdf]
Format: PDF
Name: ChemCatChem - 2024 - Rydzek - Chemoenzymatic Synthesis of Plant‐Derived Kavalactone Natural Products by Dynamic Resolution.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
HA 5841/7-1
Ohne Angabe

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Biosynthetic enzymes have enormous potential for the chemoenzymatic synthesis of natural products and other bioactive compounds. Methyltransferases are promising tools for the selective enzymatic modification of complex structures. This paper describes the production, purification and biochemical characterization of the O-methyltransferase JerF, which catalyzes unique 4-methoxy-5,6-dihydropyranone formation in jerangolid A biosynthesis. Isolation problems had hitherto prevented detailed studies on JerF and were solved by the production of the maltose-binding protein fusion protein. The differentiation of JerF between styryl-substituted dihydropyrandion enantiomers was investigated. In combination with a spontaneous racemization occurring with this type of substrates, a new enzymatic dynamic kinetic resolution was observed, which was used for the enantioselective chemoenzymatic synthesis of kavalactone natural products and new derivatives. In combination with an HMT-based SAM regeneration system, (+)-kavain, (+)-11,12-dimethoxykavain and (+)-12-fluorokavain were prepared in 3-4 steps on the 100 µmol scale with overall yields of 37-57% and ees of 70-86%. A mutational study based on an AlphaFold 2 model provided indications for active site residues with an influence on the performance of the enzyme that could be targets for engineering. This example illustrates how the exceptional enzymatic activities and specificities of biosynthetic enzymes can be exploited for the development of new synthesis approaches.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: Methyltransferases; Kavalactones; Chemoenzymatic synthesis; Natural products; Biocatalysis
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Biochemie III - Proteindesign > Lehrstuhl Biochemie III - Proteindesign - Univ.-Prof. Dr. Birte Höcker
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Professur Organische Chemie IV - Biotechnologie und Chemie der Lebensmittel und Wirkstoffe > Professur Organische Chemie IV - Biotechnologie und Chemie der Lebensmittel und Wirkstoffe - Univ.-Prof. Dr. Frank Hahn
Profilfelder > Advanced Fields > Molekulare Biowissenschaften
Profilfelder > Emerging Fields > Lebensmittel- und Gesundheitswissenschaften
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Zentrum für Molekulare Biowissenschaften - BZMB
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Nordbayerisches Zentrum für NMR-Spektroskopie - NMR-Zentrum
Graduierteneinrichtungen > Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT > Materialchemie und Katalyse
Graduierteneinrichtungen > Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT > Molekulare Biowissenschaften
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Biochemie III - Proteindesign
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Professur Organische Chemie IV - Biotechnologie und Chemie der Lebensmittel und Wirkstoffe
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Profilfelder > Emerging Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Graduierteneinrichtungen
Graduierteneinrichtungen > Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-8311-0
Eingestellt am: 14 Mrz 2025 10:58
Letzte Änderung: 14 Mrz 2025 10:58
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/8311

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