昆植所黄胜雄/颜一军/云南大学尹敏合作ACS Catal｜多个氧化还原酶负责放线菌酮和放线菌酚中的环己酮和苯酚环的平行生物合成

主要观点总结

本文报道了关于放线菌酮（Cycloheximide, CHX）和放线菌酚（Actiphenol, APN）的生物合成途径的研究。研究详细解析了这两种化合物在基因簇中的平行合成途径，揭示了由同一基因簇中不同的级联氧化还原反应合成的苯酚和环己酮基团的化学和酶学机制。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

介绍了CHX和APN的生物学活性及其在生物医学研究中的应用，强调了二者生物合成机制的未知性。

关键观点2: 研究成果

通过基因失活、化学合成和体外生化实验等方法，详细揭示了CHX和APN的生物合成途径，包括环己酮环和芳香酚环的形成机制。

关键观点3: 研究亮点

发现两个氧化还原酶（ChxJ和ChxI）能够单独产生一种活性中间体，该中间体经历一系列非酶转化以产生APN，而还原酶（ChxG）则作为阀门，将同一中间体引导到产生CHX的合成途径。至此，CHX和APN的生物合成途径的细节得到了完整解析。

关键观点4: 研究意义

该研究扩展了对天然产物生物合成中氧化还原酶介导的苯酚和环己酮基团形成机制的理解，为未来的六元碳环的合成生物学研究奠定了基础。

文章预览

01 遇见/摘要 2024年8月17日， ACS Catalysis 在线发表了题为“Uncovering the Parallel Biosynthetic Pathways of the Cyclohexanone and Phenol Rings in Cycloheximide and Actiphenol by Tailoring Redox Enzymes”的研究论文。该研究 完整解析了放线菌酮和放线菌酚的生物合成途径，揭示了同一条基因簇中如何由不同的级联氧化还原反应而平行合成苯酚和环己酮基团的化学和酶学机制 。该解析途径的核心步骤涉及由羧酸还原酶和CYP450协同催化PKS产物引发的分子内Aldol缩合反应形成芳香的放线菌酚，而烯酰还原酶作为一个阀门，识别和还原羧酸还原酶和CYP450协同催化后的PKS产物，将代谢流引向放线菌酮的合成。中国科学院昆明植物研究所 黄胜雄 研究员、 颜一军 研究员和云南大学 尹敏 副研究员为文章共同通讯作者。 真核细胞翻译抑制剂放线菌酮(cycloheximide, CHX)及其类似物放线菌酚(actiphenol, APN) ………………………………