【J. Am. Chem. Soc.】黄素依赖性单加氧酶介导的Meisenheimer重排构建1,2-恶嗪结构

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[1,2]-Meisenheimer重排是叔胺氮氧化物通过[1,2]-迁移得到O-取代羟胺的反应，在有机合成中经常使用该反应来强化相邻碳的氧化或组装1,2-恶嗪核结果，这是许多生物活性天然产物的普遍结构特征和药效团。虽然[1,2]-Meisenheimer重排被认为发生在许多含1,2-恶嗪的天然产物的生物合成中，但它从未被证实过。


图片来源：J. Am. Chem. Soc.

 

最近，CAMS & PUMC的胡友财团队鉴定了来自Penicillium janthinellum的杀虫天然产物paeciloxazine的生物合成基因簇，并鉴定了其中黄素依赖的单加氧酶PaxA功能，这是第一个通过Meisenheimer重排介导催化形成1,2-恶嗪结构的例子。
 

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

 

该研究通过体外生化分析、定点突变、底物对接和分子动力学模拟以及密度泛函理论计算等实验，揭示了PaxA的催化机制。首先PaxA催化N-氧化形成N-氧化物中间体，在一种具有质子转移性质的氨基酸的帮助下发生 [1,2]- Meisenheimer重排。

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总之，本研究扩展了天然产物生物合成过程中的重排反应，为发现含N−O系链天然产物的基因组挖掘提供了新的策略。

参考文献：Flavin-Dependent Monooxygenase-Mediated 1,2-Oxazine Construction via Meisenheimer Rearrangement in the Biosynthesis of Paeciloxazine

J. Am. Chem. Soc.

DOI: 10.1021/jacs.2c00881

原文作者：Daojiang Yan,# Kunya Wang,# Songlin Bai,# Bingyu Liu,# Jian Bai, Xiangbing Qi, and Youcai Hu*


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