2025年1月31日，本课题组与药学院鞠建华教授课题组合作在ACS Catalysis上在线发表了题为“Enzymatic Insights into the Unusual Formation of Benzolactone and Benzopyran in the Biosynthesis of Spiromarmycin”的论文。该研究通过对spiromarmycin的生物合成途径中关键的还原酶(SDR-Spm14)进行催化机理及结构研究，从而促进了人们对苯并内酯和苯并吡喃生物合成的理解，并为未来的药物发现扩展了生物催化的“工具箱”。本论文通讯作者为马俊英研究员、武大雷教授和鞠建华教授，第一作者为陈盈盈老师、博士研究生荆林倩和彭明老师。

       Spiromarmycin型天然产物是一种罕见的真菌三环芳香族多酮类化合物，具有显著的生物活性。我们对spiromarmycin及其类似物的内酯和吡喃环的酶促过程进行探究，确定了一种罕见的苯内酯形成过程（图1）。在这个过程中，短链脱氢酶-还原酶(SDR-Spm14)在苯乙酸催化的还原反应在促进内酯化过程中起着关键作用。然后，戊烯基转移酶（Spm5）催化苯内酯中间体的戊烯酰化，与单加氧酶（Spm6）介导的环氧化反应一起产生环氧化物中间体。有趣的是，由羟化酶（Spm12）预设的C6羟基代替环氧化物水解酶发挥作用，允许独特的自发的反鲍德温环化反应和苯并吡喃形成，从而在细胞外空间产生有毒的最终产物，避免了自毒性。此外，对Spm14蛋白的结构分析表明Spm14对多种苯基酮具有高立体选择性的特异性，扩大了Spm14在药物前体合成中的潜在应用（图2）。这项研究促进了人们对苯并内酯和苯并吡喃生物合成的理解，并为未来的药物发现扩展了生物催化的“工具箱”。

图1 Spiromarmycin的生物合成过程

图2 Spm14结构分析

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acscatal.4c07664

图/文：荆林倩