近日，国际化学领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（IF:16.6）在线刊登了我校中药学院董廖斌教授团队的最新研究成果“Cytochrome P450 Mediated Cyclization in Eunicellane Derived Diterpenoid Biosynthesis”，并入选为期刊VIP论文（Very Important Paper）。我校2020级博士研究生王增援、博士后杨谦为本文的共同第一作者，董廖斌教授、美国加州大学戴维斯分校Dean J. Tantillo教授、博士后杨谦为本文的共同通讯作者，中国药科大学为本文第一通讯单位。
作为自然界中最复杂的化学反应之一，萜类天然产物生物合成中的环化反应，通常由两类经典的萜类环化酶催化，即I型和Ⅱ型萜类环化酶。I型萜类环化酶通过其保守的酸性催化基序，联合镁离子脱去萜类化合物线性前体携带的焦磷酸基团形成碳正离子进而发生环化。Ⅱ型萜类环化酶则由其保守的酸性催化基序，质子化底物的双键或者环氧基团形成碳正离子，进而环化为基本的萜类碳环骨架。然而，自然界中具备萜类环化功能的酶家族不止这两类，其中就包括细胞色素P450酶。目前仅发现三种酶（PenM/PntM，TwCYP71BE86及VrtK）能够通过介导碳正离子的形成，引发环化或者重排反应，但均作用于萜类生物合成的后修饰阶段。迄今为止，尚未有研究报道P450酶介导萜类碳环骨架的早期构建。
董廖斌教授团队长期致力于萜类药物发现、生物合成与合成生物学研究。近期，该研究团队通过基因组挖掘策略首次发现了一类高度氧化的新颖尤尼斯烷型6/7/5三环二萜天然产物（aridacins A–C）。结合体内异源表达和体外生化实验，系统地阐明该类天然产物的生物合成途径。该研究揭示了aridacins的早期骨架构建逻辑： I型萜类环化酶 AriE催化线性前体香叶基焦磷酸形成6/10双环尤尼斯烷骨架，而P450酶AriF作用于该骨架并形成C2-C6键，协同完成核心6/7/5三环骨架的构建。进一步的量子化学计算表明，AriF倾向于以碳正离子引发环化并形成6/7/5三环骨架。该项研究不仅揭示了P450酶在萜类天然产物生物合成中的新角色，也丰富了萜类碳环骨架形成的策略，拓展了对于萜类天然产物生物合成的认识。
上述工作得到了国家自然科学基金面上项目（NSFC82073746），国家青年人才项目，“江苏特聘教授”以及江苏省卓越博士后计划等项目资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202312490
（供稿单位：中药学院，撰写人：潘兴明，审稿人：黄欣、吴旻玥）