Курацин А представляет собой природный продукт гибридной поликетидсинтазы (ПКС)/ нерибосомальной пептидсинтазы (NRPS), полученный из цианобактерии Lyngbya majuscula . [1] Курацин А принадлежит к семейству натуральных продуктов, включая жамаикамид, мупироцин и педерин , которые имеют необычный терминальный алкен . Кроме того, Курацин А содержит известное тиазолиновое кольцо и уникальную циклопропильную группу, которая необходима для биологической активности соединения . [1] [2] Курацин А был охарактеризован как мощное антипролиферативное цитотоксическое соединение с заметной противораковой активностью в отношении нескольких линий рака , включая рак почки, толстой кишки и молочной железы. [2] [3] Было показано, что курацин А взаимодействует с участками связывания колхицина на тубулине, что ингибирует полимеризацию микротрубочек, важный процесс деления и пролиферации клеток. [1] [4]
Синтетические ферменты курацина А находятся в генном кластере с 14 открытыми рамками считывания (ORF) с номенклатурой от CurA до CurN. [1] Анализ пути показал наличие одного гибридного модуля NRPS/PKS, расположенного на CurF, одной кассеты HMG-CoA- синтазы, расположенной на CurD, и семи мономодульных модулей PKS. [1] CurA содержит уникальный загрузочный домен N-ацетилтрансферазы (GNAT), связанный с GCN5, и связанный белок-носитель ацила (ACP). [2] Загрузочный модуль связывает ацетильную группу с ACP, которая затем конденсируется с одной из трех тандемных ACP, присутствующих в соседнем модуле CurA. [1] [2] [5]Кассета гидроксиметилглутарил-КоА-синтазы (мевалонатный путь) катализирует образование гидроксиметилглутариловой кислоты путем добавления единицы малонил-КоА к концевому кетиду ацето-ацетил-АСР фрагмента АСР1, АСР2 или АСР3. [5] последующие ферменты, в том числе уникальная гем-независимая галогеназа (HaI), катализируют образование циклопропильного кольца. [1] [5] [6] Цистеин-специфический модуль NRPS, расположенный на CurF, следует за образованием циклопропильного кольца и из-за активности циклизующего домена конденсации образует тиазольное кольцо, присоединенное к циклопропильной части из предыдущих реакций в пути. [1] [5] [6] Далее следуют семь автономных модулей PKS для расширения растущего поликетида .цепи с зависимым от S -аденозилметионина (SAM) метилированием, происходящим в положениях 10 и 13. [1] Конечный модуль курацинсинтазы использует редкую стратегию разгрузки с участием сульфотрансферазы. Сульфотрансфераза сульфатирует гидроксильную группу углерода 15, что активирует молекулу для декарбоксилирования и образования терминального алкена. [7]
CurB (ACP), CurC (кетосинтаза) и CurD (HMG-CoA-редуктаза) ответственны за образование (S)HMG-ACP3. [6] HaI из гена CurA представляет собой уникальную негемовую галогеназу, которая проходит через предполагаемое промежуточное соединение Fe(IV)=O, чтобы добавить атом хлора к неактивированному атому углерода. [6] После хлорирования ECH1, действующий как дегидратирующий HMG-ACP3, превращает его в 3-метилгультаконил-ACP3, а ECH2 выполняет необходимое декарбоксилирование. [6] Наконец, необычная реакция циклизации, катализируемая ER, предположительно проходящая через механизм, подобный замещению, образует циклопропановое кольцо. [6] Добавленный атом хлора помогает на стадии декарбоксилирования и, вероятно, служит уходящей группой во время образования циклопропанового кольца. [6]