细菌环庚三烯酮天然产物，如托酚酮、tropodithietic acid或roseobacticides，在各种陆地和海洋共生相互作用中起着至关重要的作用，如毒力因子、抗生素、杀藻剂或群体感应信号。然而，人们对它们的生物合成知之甚少。近期，University of Freiburg的Robin Teufel组和University of Bonn的Jeroen S. Dickschat组合作，报道了这类天然产物的生物合成依赖于酰基辅酶A脱氢酶样黄酶TdaE利用需氧辅酶A依赖的苯乙酸分解代谢产生的分流产物。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
随后，进一步对TdaE的催化功能进行表征，揭示了其意想不到的复杂催化作用，包括底物脱氢、非标准的CoA酯氧化和最终环氧化。因此，该酶作为一种典型的黄素蛋白双加氧酶，将O2中的两个氧原子结合到底物中，最有可能涉及黄素-N5-过氧化物和黄素-N5-氧化物物种，分别用于连续的辅酶A酯裂解和环氧化。随后反应产物的自发脱羧产生托酚酮，一种由致病性土壤植物伯克霍尔德菌引起的水稻穗枯病的关键毒力因子。此外，TdaE的催化产物也有可能转化为更复杂的含硫次级代谢产物，例如来自海洋红杆菌科的tropodithietic acid。
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参考文献：A Flavoprotein Dioxygenase Steers Bacterial Tropone Biosynthesis via Coenzyme A‑Ester Oxygenolysis and Ring Epoxidation
J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 10413−10421
原文作者：Ying Duan,⊥ Marina Toplak,⊥ Anwei Hou,⊥ Nelson L. Brock,Jeroen S. Dickschat,* and Robin Teufel*
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