近日，我院董廖斌教授课题组在学科顶尖期刊《Chemical Science》发表了题为“Biosynthesis of a bacterial meroterpenoid reveals a non-canonical class II meroterpenoid cyclase”的研究成果。该研究首次系统解析了细菌杂萜Atolypenes 的生物合成途径，并揭示了一类非典型 II 型萜烯合酶的新颖催化机制。我校2020级博士研究生王增援为论文独立第一作者，董廖斌教授为唯一通讯作者，中国药科大学为唯一通讯单位。
杂萜类天然产物是由萜类与非萜类生物合成途径结合而成的独特分子，广泛存在于植物、真菌和细菌中，因其结构多样性和显著生物活性，在药物开发中具有重要价值。然而，细菌来源的杂萜相对稀少，且其生物合成机制尚未充分解析，尤其是全氢菲类杂萜化合物的合成路径仍不明确，制约了这类分子的进一步开发。在本项研究中，课题组通过合成生物学、酶学及生物信息学等多学科交叉手段，揭示了细Atolypenes 碳环骨架的三步合成新路径：环氧化、异戊烯基化和环化。这一途径显著区别于已知的真菌杂萜合成方式，扩展了细菌杂萜生物合成策略。同时，通过体外实验深入解析了非典型 II 型萜烯合酶AtoE的催化机制，首次明确了关键位点 E314 在萜类环化中的作用。此外，通过生物信息学分析，发现类似非典型萜烯合酶在细菌基因组中普遍存在，提示细菌中或蕴藏着更多未被发现的杂萜类天然产物。
本项研究不仅深化了杂萜类天然产物的生物合成认知，更为开发新型杂萜骨架分子提供了重要的酶学工具和合成策略，对未来杂萜药物研发具有重要指导意义。
本研究得到国家自然科学基金面上项目（NSFC82073746），国家青年人才项目及“江苏特聘教授”等资助。
文章链接：https://doi.org/10.1039/D4SC06010E
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