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中科院上海有機化學研究所生命有機化學國家重點實驗室劉文團隊，經過長達12年的努力，在螺環(huán)乙酰乙酸內酯/內酰胺抗感染抗生素的生物合成中發(fā)現了兩種不同的酶，可極大促進［4+2］D-A環(huán)化反應的發(fā)生。該發(fā)現為證實D-A反應酶的天然存在提供了有力證據。相關成果日前在線發(fā)表于《自然—化學生物學》。上海有機所所長丁奎嶺院士評價說，這一成果的取得，充分體現了合成化學與合成生物學學科交叉的優(yōu)勢。
D-A反應是合成化學中zui重要的反應類型之一，而自然界中是否存在能夠催化D-A反應的酶，一直是懸而未決的焦點科學問題。
劉文團隊的發(fā)現為回答這一難題創(chuàng)造了契機。在螺環(huán)乙酰乙酸內酯/內酰胺抗感染抗生素生物合成中，兩種不同的［4+2］D-A環(huán)化酶以催化串聯反應方式，將具有兩套共軛雙烯與親雙烯體單元的線性中間體有效地轉化為單一對映體的剛性五環(huán)骨架。與之前的例證不同，在沒有相應的酶蛋白存在下，上述反應無法自發(fā)發(fā)生，所依賴的酶蛋白功能單一、效率高，是非常理想的驗證D-A反應生物催化機制的研究對象。
劉文團隊發(fā)現，所有螺環(huán)乙酰乙酸內酯/內酰胺成員均采用了相似的生物合成策略，即通過酶促的［4+2］環(huán)加成反應完成線性中間體的剛性交聯；兩個不同酶催化的環(huán)化反應可以偶聯也可以去偶聯，從而解釋了自然界中如何創(chuàng)造核心骨架相似、但整體結構不同的抗生素分子。
專家認為，以兩個酶催化的串聯［4+2］環(huán)加成反應為中心的合成策略如能有效運用，將極大促進生物和化學合成手段的發(fā)展，可通過建立相應天然產物的類似物分子庫，應對藥物化學研究中對于分子結構多樣性的要求和化學生物學研究中對于特異性分子探針的制備需求。（來源：中國科學報 黃辛）
