苯并吡喃环是众多具有生物学活性天然产物的核心骨架,这类化合物主要分布在伞形科、金丝桃科等传统药用植物中。徐岷涓等首次从厦门链霉菌318中分离到一系列苯并吡喃类化合物,发现其为具有抗纤维化活性的药物候选物,将其命名为厦门霉素(xiamenmycin)。进一步,利用厦门霉素的生物合成途径中异戊烯基转移酶(XimB)进行组合生物合成,获得了一系列苯并吡喃的“非天然前体”。此外,还通过代谢途径重构,实现了厦门霉素在大肠杆菌中的异源生物合成。该工作不仅丰富了苯并吡喃类化合物的化学结构多样性,也为构建苯并吡喃类活性天然产物的高效生物合成体系奠定了基础(ACS Synth. Biol. 2018)。
长期以来,生物合成苯并吡喃活性母核的成环机制一直未被解析。基于XimE以及蛋白-小分子复合体在1.77Å下的晶体结构,并结合定点突变实验和过渡态计算,揭示了协同控制XimE催化的6-endo成环的多个关键氨基酸残基。更有趣的是,厦门霉素生物合成基因簇中的FAD-依赖的单加氧酶(XimD)和XimE的组合不仅能合成天然的苯并吡喃和苯并呋喃骨架,还可合成线型和角型的吡喃、呋喃香豆素等植物天然产物。
该题为:Enzymatic Pyran Formation Involved in Xiamenmycin Biosynthesis《厦门霉素生物合成途径中吡喃环形成的酶学机制》文章在2019年5月2日在线发表。上海交通大学系统生物医学研究院为第一署名单位/通讯单位。上海交大生命科学技术学院硕士生贺贝贝为第一作者,徐岷涓副研究员、赵一雷教授和郑舰艇教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金面上项目的资助。
全文链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acscatal.9b01034