糖類是細胞能量的主要來源，也是構成細胞結構的重要組成部分。其中，以己糖為代表的分子通過碳-碳鍵斷裂生成短鏈化合物，是其進入代謝網絡并執行生理功能的重要途徑。通常，在初級代謝中，己糖的裂解反應通過己酮糖的反向醛縮或類轉酮機制實現。但是，在化學多樣性極為豐富的次級代謝領域，己糖裂解反應卻鮮有報道。???
近期，中國科學院微生物研究所陳義華團隊和李德峰團隊，聯合廈門大學王斌舉團隊，解析了在次級代謝產物環烯酸菌素生物合成中，可催化己糖碳-碳鍵氧化裂解的金屬異構酶。
環烯酸菌素是一類具有獨特6/7/8/5四環結構的多烯聚酮類天然產物，對革蘭氏陽性菌表現出顯著的抗菌活性。研究發現，金屬異構酶Art22具有典型的TIM桶狀結構，不僅能夠催化己酮糖的異構化反應，還可以依賴過渡金屬離子活化氧氣，通過酸酐中間體實現己糖的氧化斷裂并伴隨CO2的釋放。更獨特的是，Art22能夠在同一催化中心依次完成異構化與氧化裂解兩步反應，并在細菌內發揮雙重生理功能。一方面通過異構化促進殺菌活性分子生成，另一方面通過氧化裂解作用使微量毒性產物失活，實現“進攻”與“防御”的動態平衡。
上述研究闡明了全新的糖類氧化裂解機制，拓展了TIM-桶金屬酶的催化反應譜系，揭示了微生物利用同一酶的多重催化活性實現生理功能智能化調控的分子策略。
9月24日，相關研究成果在線發表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院相關項目等的支持。
論文鏈接
酶催化己糖碳碳鍵斷裂的不同方式
金屬酶Art22催化己糖的異構和氧化裂解并發揮抗生素激活與解毒功能
本文鏈接：金屬異構酶催化己糖氧化裂解新機制獲揭示http://www.sq15.cn/show-12-1837-0.html
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