卡賓轉(zhuǎn)移化學(xué)與生物合成的完全整合

生物合成是一種環(huán)境友好、可再生的方法，可用于生產(chǎn)很多的天然產(chǎn)物，甚至在某些情況下，生產(chǎn)全新的天然產(chǎn)物。然而，生物系統(tǒng)缺乏合成化學(xué)可用的許多反應(yīng)，這就導(dǎo)致當(dāng)使用生物合成而不是化學(xué)合成時(shí)，可獲得的產(chǎn)品范圍更窄?？ㄙe轉(zhuǎn)移反應(yīng)就是這方面的一個(gè)典型例子。雖然最近的研究表明卡賓轉(zhuǎn)移反應(yīng)可以在細(xì)胞中進(jìn)行并用于生物合成，但是卡賓供體和非天然輔因子需要外源加入并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中才能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)，這就使得對(duì)利用這些反應(yīng)的生物合成過(guò)程進(jìn)行成本-效益放大行不通。研究人員報(bào)道了通過(guò)細(xì)胞代謝獲得重氮酯卡賓前體和將非天然卡賓轉(zhuǎn)移反應(yīng)引入微生物生物合成平臺(tái)的研究。α-重氮酯重氮絲氨酸是通過(guò)在白色鏈霉菌中表達(dá)生物合成基因簇而產(chǎn)生的。胞內(nèi)產(chǎn)生的重氮絲氨酸被用作卡賓供體來(lái)環(huán)丙烷化另一種胞內(nèi)產(chǎn)生的分子——苯乙烯。該反應(yīng)由含有天然輔因子的工程化P450突變體催化，具有優(yōu)異的非對(duì)映選擇性和中等的產(chǎn)率。該研究建立了一個(gè)可放大的微生物平臺(tái)，可用于進(jìn)行胞內(nèi)非生物卡賓轉(zhuǎn)移反應(yīng)，從而功能化一系列天然乃至全新天然產(chǎn)物，擴(kuò)展細(xì)胞代謝所產(chǎn)生的有機(jī)產(chǎn)物范圍。

（來(lái)源：Nature，2023.https：//doi.org/10.1038/s41586-023-06027-2. 趙林編譯）