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萜类化合物的非常规生物合成研究进展
程晓雷, 刘天罡, 陶慧
合成生物学    DOI:10.12211/2096-8280.2024-006


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图7 aridacins的生物合成途径
正文中引用本图/表的段落
在萜类化合物的生物合成途径中,通常萜类合酶参与早期碳骨架的构建,而CYP等后修饰酶主要参与后期碳骨架的结构修饰。因此,尽管CYPs具有催化萜类环化反应的功能,但是它们基本都是作用在萜类合成的后修饰阶段,直到最近,人们才首次发现可以介导萜类碳骨架早期构建的CYP [39]。研究人员从嗜热放线菌Amycolatoposis arida中挖掘了一个细菌萜类生物合成基因簇(BGC),其TS附近具有多个CYP。通过异源表达该BGC获得了三种高度氧化的尤尼斯烷衍生的二萜类化合物aridacins A-C,它们具有新颖的6/7/5三环骨架。结合体外酶反应,aridacins的生物合成途径得到了解析(图7):首先I型TS(Ari E)将GGPP环化为6/10稠合的双环顺式-烯骨架,然后CYP(AriF)通过催化C2-C6键的形成将双环骨架环化为6/7/5三环骨架。因此,该研究首次报道了CYP在萜类碳骨架早期构建中的关键作用。此外,体外喂养和酶反应结果表明,AriF不仅可以催化萜类环化反应,还可以催化羟基化和环氧化反应,是一个多功能的CYP。这些发现不仅扩展了CYP催化功能的多样性,也为研究萜类生物合成中P450催化环化反应的机制奠定了基础。
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