深圳子科生物報道：近半個世紀以來，含有雙環[2.2.2]重氮辛烷結構單元的真菌吲哚類生物堿因其多樣的生物活性、*的化學結構以及神秘的生物合成機制受到微生物學、生物化學、天然藥物化學及有機合成化學領域的廣泛關注。盡管許多研究者對該類天然產物的新結構挖掘、生物活性和生物合成進行了大量研究，也陸續報道了一些代表性化合物如殺蟲劑brevi*s、獸藥paraherquamides、抗腫瘤活性物質notoamides等的仿生全合成，但這些真菌天然產物的生物合成機理，尤其是微生物如何組裝產生非對映異構體（diastereomers）和對映異構體（enantiomers）衍生物的分子機制，已然成為天然產物生物合成領域的“圣杯”。

同濟醫學院藥學院葉英副教授發表了題為“Fungal-derived brevi* assembly by a stereoselective semipinacolase”的文章，在真菌生物堿類殺蟲抗生素brevi*s的生物合成機制研究方面取得突破。

這一研究成果公布在5月18日Nature Catalysis雜志上，葉英副教授為論文第1作者。

由短密青霉（Penicillium brevicompactum）產生的殺蟲抗生素brevi*s是該類真菌生物堿的zui早成員和典型代表，其結構中含有雙環[2.2.2]重氮辛烷結構和少見的3位螺環吲哚骨架。半個世紀前，美國學者Sammes等*提出雙環[2.2.2]重氮辛烷基團可能通過[4+2] Diels-Alder環合反應（DA反應）產生的生源假說，但是該假說長期以來缺少直接的生物化學證據，成為生物合成領域的著明“懸案”。

該篇論文通過交叉運用微生物遺傳學、功能基因組學、生物化學、合成化學、結構生物學與量子化學計算等多種手段，在上*從短密青霉中揭示了brevi* A的立體選擇性合成機制，成功解決了這一“懸案”：發現由細胞色素P450單加氧酶BvnD催化二酮哌秦環內C-N鍵的去飽和反應以提供DA反應必需的雙烯體（diene），異構酶BvnE催化“頻哪醇重排”（pinacol rearrangement）選擇性產生DA反應前體，并導致3位螺環吲哚骨架的非對映選擇性合成，zui終通過自發的分子內DA反應（IMDA）生成brevi* A與B。

上述研究結果不僅豐富了真菌生物合成酶催化復雜手性成環反應的機制性認識，而且將為未來運用組合生物合成與合成生物技術創造更多的活性吲哚類生物堿結構衍生物奠定理論基礎，對于新型生物nong藥、獸藥或人藥的開發均具有十分重要的社會經濟意義。

山東大學微生物技術國家重點實驗室李盛英教授、美國密西根大學David Sherman教授和科羅拉多州立大學Robert Williams為本文共同通訊作者，李盛英教授課題組成員杜磊為共同第1作者。

葉英副教授博士畢業于日本北海道大學，師從真菌天然產物生物合成領域專家及川英秋教授，后在美國密歇根大學天然產物領域著ming專家David Sherman教授實驗室從事博士后研究，主要從事微生物/真菌天然藥物化學及生物合成。2019年通過華中科技大學海外招聘專場被引進回國，目前在藥學院天然藥物化學與資源評價湖北省重點實驗室工作。

原文標題：

Fungal-derived brevi* assembly by a stereoselective semipinacolase