近日，我校孔令義/楊鳴華、趙玉成團隊在權威期刊Journal of the American Chemical Society上發表了題為“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，中國藥科大學為唯一通訊單位。
以α,β-不飽和γ-內酯環為特征的γ-亞烷基丁烯內酯是廣泛存在于植物與微生物次生代謝產物中的活性結構單元，但其生物合成途徑仍尚未得以解析。研究團隊在研究一類具有γ-亞烷基丁烯內酯與環戊烷雙環骨架的新穎曲霉代謝產物生物合成過程中，成功揭示了一條具有普適性的δ-取代γ-亞烷基丁烯內酯生物合成途徑。該生合過程中，由氧化酶PesD與DUF3237家族酶PesF構成的“雙酶級聯體系”可通過“原子刪除”實現δ-內酯至γ-內酯的縮環過程，是一種化學反應中前所未見的碳骨架編輯機制。
進一步的晶體結構解析與DFT計算表明，PesF的關鍵殘基Glu99先后介導了質子轉移和環開裂反應，實現非金屬依賴型催化。該機制的闡明不僅豐富了DUF3237酶的新功能，也為生物催化環收縮提供了新模型。該研究為理解天然產物“原子級骨架重構”提供了新范式，并為復雜分子合成和酶工程設計開辟了新的思路。
本研究工作得到了國家自然科學基金面上項目和教育部、外專局高等學校學科創新引智計劃（“111”計劃）項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c13197
研究的γ-亞烷基丁烯內酯生物合成路徑示意圖
（供稿單位：中藥學院，撰寫人：張熙晗，審稿人：劉帆）
