自然界发现催化[6+4]环加成反应的酶

• 作者: 徐明华
• 来源期刊: 科学通报
• 年，卷（期）: 2019,（14）
• 所属期刊栏目: 亮点述评
• 页码范围: 1427-1429
• 页数: 3页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972019-00245

摘要

周环反应是一类不同于离子反应和自由基反应的通过环状过渡态进行的协同反应,如经典的Diels-Alder反应([4+2]环加成)、Cope-重排反应、Claisen-重排反应等,可以高效构建碳-碳和碳-杂原子键,在有机合成尤其是含有复杂多环骨架的天然产物的合成中有着广泛的应用.有意思的是,在天然产物的生物合成研究中,科学家经常推测通过周环反应途径实现相应的重要中间体或化合物的合成.虽然酶在其中的作用毋庸置疑,然而在过去的50多年里被发现和鉴定的可以催化周环反应的酶则仅有极少数几例[1～4].例如,2011年,美国德克萨斯大学奥斯汀分校的刘鸿文课题组[1]在商用强效杀虫剂活性组分spinosyn A的生物合成机制研究中,成功鉴定出能够催化Diels-Alder反应的环合酶SpnF,首次证实了自然界中D-A酶的存在;2017年,加州大学洛杉矶分校的唐奕课题组及合作团队[41在研究真菌次级代谢产物leporin B的生物合成过程中,发现并鉴定了一种S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)依赖的多功能酶LepI,能够催化分子内D-A反应、杂D-A反应和retro-Claisen重排.相对于D-A反应所涉及的6π环化过程,更高阶的环加成反应,比如[6+4]所涉及的10π环化反应是否也存在于生物合成过程中,也即自然界中是否存在着可催化[6+4]环加成反应的酶仍然有待科学家去发现和证实.