近日，我校孔令義/楊鳴華、趙玉成團(tuán)隊(duì)在權(quán)威期刊Journal of the American Chemical Society上發(fā)表了題為“Biosynthesis of γ-Alkylidenebutenolide Derivatives Reveals an Atom-Deleting Lactone Ring Contraction by Dual-Enzyme Cascade”的最新研究成果。我校博士生李翠萍、博士后付玉狀為論文第一作者，孔令義教授、楊鳴華教授和趙玉成教授為通訊作者，中國(guó)藥科大學(xué)為唯一通訊單位。

以α,β-不飽和γ-內(nèi)酯環(huán)為特征的γ-亞烷基丁烯內(nèi)酯是廣泛存在于植物與微生物次生代謝產(chǎn)物中的活性結(jié)構(gòu)單元，但其生物合成途徑仍尚未得以解析。研究團(tuán)隊(duì)在研究一類(lèi)具有γ-亞烷基丁烯內(nèi)酯與環(huán)戊烷雙環(huán)骨架的新穎曲霉代謝產(chǎn)物生物合成過(guò)程中，成功揭示了一條具有普適性的δ-取代γ-亞烷基丁烯內(nèi)酯生物合成途徑。該生合過(guò)程中，由氧化酶PesD與DUF3237家族酶PesF構(gòu)成的“雙酶級(jí)聯(lián)體系”可通過(guò)“原子刪除”實(shí)現(xiàn)δ-內(nèi)酯至γ-內(nèi)酯的縮環(huán)過(guò)程，是一種化學(xué)反應(yīng)中前所未見(jiàn)的碳骨架編輯機(jī)制。

進(jìn)一步的晶體結(jié)構(gòu)解析與DFT計(jì)算表明，PesF的關(guān)鍵殘基Glu99先后介導(dǎo)了質(zhì)子轉(zhuǎn)移和環(huán)開(kāi)裂反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)非金屬依賴(lài)型催化。該機(jī)制的闡明不僅豐富了DUF3237酶的新功能，也為生物催化環(huán)收縮提供了新模型。該研究為理解天然產(chǎn)物“原子級(jí)骨架重構(gòu)”提供了新范式，并為復(fù)雜分子合成和酶工程設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新的思路。

本研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和教育部、外專(zhuān)局高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃（“111”計(jì)劃）項(xiàng)目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c13197

研究的γ-亞烷基丁烯內(nèi)酯生物合成路徑示意圖

（供稿單位：中藥學(xué)院，撰寫(xiě)人：張熙晗，審稿人：劉帆）