Academic literature on the topic 'Enacyloxins'

Antimicrobial resistance in Gram-negative pathogens represents a global threat to human health. This study determines the antimicrobial potential of a taxonomically and geographically diverse collection of 263 Burkholderia (sensu lato) isolates and applies natural product dereplication strategies to identify potentially novel molecules. Antimicrobial activity is almost exclusively present in Burkholderia sensu stricto bacteria and rarely observed in the novel genera Paraburkholderia, Caballeronia, Robbsia, Trinickia, and Mycetohabitans. Fourteen isolates show a unique spectrum of antimicrobial activity and inhibited carbapenem-resistant Gram-negative bacterial pathogens. Dereplication of the molecules present in crude spent agar extracts identifies 42 specialized metabolites, 19 of which represented potentially novel molecules. The known identified Burkholderia metabolites include toxoflavin, reumycin, pyrrolnitrin, enacyloxin, bactobolin, cepacidin, ditropolonyl sulfide, and antibiotics BN-227-F and SF 2420B, as well as the siderophores ornibactin, pyochelin, and cepabactin. Following semipreparative fractionation and activity testing, a total of five potentially novel molecules are detected in active fractions. Given the molecular formula and UV spectrum, two of those putative novel molecules are likely related to bactobolins, and another is likely related to enacyloxins. The results from this study confirm and extend the observation that Burkholderia bacteria present exciting opportunities for the discovery of potentially novel bioactive molecules.

Synthetic studies of enacyloxins (ENXs), a series of yellow-colored, polyene-polyol antibiotics produced by Frateuria sp. W-315, are described. The C1′-C8′ polyene fragments were prepared using successive Wittig reactions. The C9′-C15′ and C10′-C15′ fragments were constructed from ( S)-isopropylideneglyceraldehyde using Yamaguchi's nucleophilic substitution reaction of acetylide to epoxide, and/or Marshall's allenylindium mediated reaction as the key steps.

Isolée en 1982 par l'équipe de Watanabe à partir de la souche bactérienne Frateuria sp. W-315, l'énacyloxine IIa est un antibiotique polyénique présentant une forte activité contre les bactéries à Gram positif et à Gram négatif, ainsi qu'une activité plus faible contre les champignons. Ce polycétide se compose d'une chaîne linéaire de 23 carbones portant 6 centres stéréogènes, parmi lesquels un est chloré. Il comprend également un pentaène fragile doté d'un chlorure de vinyle, ainsi qu'un cyclohexane possédant 3 centres stéréogènes. L'énacyloxine IIa est une molécule dont la complexité laisse entrevoir de nombreux défis synthétiques. La rétrosynthèse envisagée repose sur un découpage en trois fragments A, B et C, suivi de leur assemblage à l'aide de réactions d'estérification et d'aldolisation de Mukaiyama. Une première voie de synthèse a été élaborée pour le fragment B C1-C16. Cette dernière implique une réaction clé de chloroallylation d'alcynes en présence de palladium(II), conduisant à la formation sélective du chlorure de vinyle (Z). Elle est suivie d'un couplage croisée allène-alcyne catalysé par un couple Pd(II)/Cu(I), et enfin, d'une étape d'élimination 1,2 visant à achever la formation de la chaîne polyénique. La synthèse du fragment A C1'-C6' repose, quant à elle, sur une réaction de métathèse cyclisante, une réaction de carbonylation catalysée par du Pd(0), et une séquence d'hydrogénation/isomérisation de l'acrylate formé afin de générer le troisième centre stéréogène du fragment. D'autre part, le fragment C C17-C23 est obtenu à l'aide d'une étape clé de chloration en position alpha d'un aldéhyde, catalysée par la L-prolinamide, ce qui engendre sélectivement le centre stéréogène chloré souhaité. Finalement, l'assemblage des fragments B et C a été réalisé avec succès grâce à une réaction d'aldolisation diastéréosélective de Mukaiyama, nous permettant d'accéder à la chaîne fonctionnalisée C1-C23 de l'énacyloxine IIa naturelle. Ce manuscrit présente également les premières tentatives d'assemblage des fragments A et B
Isolated in 1982 by Watanabe et al. from soil bacteria Frateuria sp. W-315, enacyloxin IIa is a polyenic antibiotic displaying a strong activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria as well as a slight activity against fungi. This rather complex polyketide consists of a 23 carbons linear chain bearing 6 stereogenic centers, whose one is chlorinated, alongside a conjugated chlorinated penta-ene attached to a cyclohexane with 3 stereogenic centers. The structural complexity of this target induces a high degree of synthetic difficulty involving the synthesis of the fragile polyene unit or the control of the halogenated carbon stereochemistry. Our retrosynthetic plan features the synthesis of fragments A, B and C prior to their assemblage through esterification and aldol reactions. The synthetic strategy developed for fragment C1-C16 relies on a key Pd(II)-catalyzed alkyne chloroallylation, resulting in the selective formation of the (Z)-vinyl chloride, followed by a Pd(II)/Cu(I)-catalyzed alkyne hydrocarbation of allenes and a final 1,2-elimination step to complete the polyenic chain formation. The synthesis of fragment A C1'-C6' relies on a ring closure metathesis, a Pd(0)-catalyzed carbonylation reaction, and a hydrogenation/isomerization one-pot sequence of the acrylate formed to generate the third stereogenic center. On the other hand, fragment C C17-C23 is obtained through a key L-prolinamide-catalyzed '-chlorination of aldehydes, resulting in the stereoselective formation of the desired chlorinated stereogenic center. Finally, the successful assemblage of fragments B and C was achieved through a diastereoselective Mukaiyama aldol reaction, providing access to the C1-C23 skeleton peculiar to the enacyloxin family. This manuscript also presents initial attempts to assemble fragments A and B

Les polycétides sont des métabolites secondaires produits par divers organismes et présentant un large spectre d'activité thérapeutique. L'organisation modulaire des enzymes responsables de leur synthèse, les polycétides synthases (PKS), en font des cibles attrayantes pour la biologie synthétique visant l'obtention de nouvelles structures de polycétides. L’une des stratégies les plus prometteuses à ce jour consiste à échanger des sous-unités entières entre différents systèmes PKS. Cependant, le succès de cette stratégie dépend essentiellement de la compréhension et de l’utilisation des domaines de docking. Ces petits éléments structuraux, situés aux extrémités C- et N-terminales des sous-unités de PKS, sont responsables de leur bon appariement et donc du transfert correct de l’intermédiaire polycétidique. Pour approfondir nos connaissances sur les DD, nous avons étudié plusieurs interfaces entre sous-unités de PKS trans-AT et cis-AT. Ces travaux ont notamment conduit à l'identification de la première classe de DD chez les PKS trans-AT, et nous avons pu caractériser une interface complète, formée entre deux sous-unités consécutives au sein de la PKS virginiamycine. De plus, nous avons montré qu’au moins un des DD de paires appariées est souvent une région intrinsèquement désordonnée (IDR), ce mode de reconnaissance permet d’assurer une interaction spécifique couplée à une affinité moyenne. En effet, chez l’enacyloxine synthase, une PKS hybride cis-AT/trans-AT, les six interfaces de docking sont médiées par une IDR C-terminal. En outre, nous avons démontré que ce système présentait plusieurs classes structurales de DD, mais que des variations du code électrostatique au sein d’une classe individuelle pouvaient également être utilisées pour garantir la spécificité. Ensemble, ces résultats fournissent des indications importantes pour les futures tentatives d’utilisation des DD en ingénierie des sous-unités de PKS. Une autre stratégie innovante permettant d’obtenir de nouveaux dérivés polycétidiques, consiste à utiliser des enzymes post-PKS. Ces dernières modifient de manière extensive l’intermédiaire et lui confèrent bien souvent son activité biologique. Dans ce contexte, nous avons étudié LkcE, une enzyme bi-fonctionnelle qui catalyse une réaction rare d’oxydation d’amide, suivie d’une réaction de Mannich intramoléculaire. Nous avons résolu quatre structures cristallographiques de l’enzyme et ces données couplées aux études cinétiques, nous ont permis de proposer un mécanisme catalytique détaillé pour LkcE, impliquant un changement conformationnel à grande échelle de l'enzyme pour amener le substrat à une conformation de pré-cyclisation. De plus, nous avons démontré que LkcE possède une certaine tolérance vis-à-vis de la structure de son substrat, suggérant son utilité comme catalyseur général de cyclisation/ligation en biologie synthétique et synthèse chimique
Complex polyketides are secondary metabolites which are produced by a range of different organisms, and which present a broad spectrum of therapeutic activity. The modular organization of the enzymes responsible for their synthesis, the polyketide synthases (PKS), makes them attractive targets for synthetic biology aimed at obtaining new polyketide structures. One of the most promising strategies to date consists in swapping of whole sub-units between different PKS systems. However, the success of this strategy critically depends on understanding and exploiting ‘docking domains’  the protein sequences at the C- and N-terminal extremities of the subunits which are responsible for correctly ordering the polypeptides, and therefore for faithful chain transfer. To increase our knowledge of DDs, we investigated several interfaces in both trans-AT and cis-AT PKSs. This work led notably to the identification of the first family of DDs from trans-AT PKSs, and we were further able to characterize a complete interface formed between two consecutive subunits within the virginiamycin PKS. In addition, we showed that at least one DD of matched pairs is often an intrinsically disordered region (IDR), as this type of interaction motif allows for specific but medium affinity contacts. Indeed, in the enacyloxin hybrid cis-AT/trans-AT PKS which we also investigated extensively, docking at every interface is mediated by a C-terminal IDR. In addition, we demonstrated that multiple structural classes of DD are present within the system, but that variations of the electrostatic ‘code’ within an individual structural class can also be used to ensure specificity. Taken together, these results provide important guidelines for future attempts to deploy DDs in subunit engineering. Another attractive target for synthetic biology are the so-called ‘post-PKS’ enzymes, which chemically decorate the initially-formed structure, and are often essential for their bioactivity. In this context, we studied LkcE, a bi-functional enzyme that catalyzes a rare amide oxidation followed by an intramolecular Mannich reaction to yield the lankacidin macrocycle – both to understand its unusual mechanism and to evaluate its suitability as a general polyketide modifying enzyme. We solved four crystal structures of the enzyme, and characterized it kinetically. Together, our data allowed us to propose a detailed catalytic mechanism for LkcE, involving a large-scale conformational change of the enzyme to bring the substrate into a cyclisation-ready state. Moreover, we showed that LkcE displays a certain tolerance toward its substrate structures, suggesting its usefulness as a general catalyst for cyclisation/ligation reaction in synthetic biology and chemical synthesis