近期，我校生物工程学院饶义剑教授团队在真菌P450构筑特殊药物基团双环[3.2.2]壬烷骨架的罕见两步催化机制研究方面取得重要进展，研究成果“Discovery of a fungal P450 with an unusual two-step mechanism for constructing bicyclo[3.2.2]nonane skeleton”在线发表于化学顶刊J Am Chem Soc(IF = 15.0) (https://doi.org/10.1021/jacs.4c01284)。

具有双环[3.2.2]壬烷结构的天然产物具有良好的生物活性和应用前景。前期本课题组研究发现beiticolin 1由一个蒽醌和一个卤代氧杂蒽酮通过双环[3.2.2]壬烷骨架连接而成（Hou, et al,Angew, 2022, Hou, et al,Nature Commun, 2023），但是关键酶及其催化机理尚不清楚。本研究发现真菌P450 BTG5在beticolin 1生物合成中负责构建独特的双环[3.2.2]壬烷骨架，且该过程包含特殊的二聚化和环化两个步骤。经过蛋白工程改造，发现突变体BTG5-T318A可以实现该两步催化机理的拆分，使催化反应停留在二聚体反应，并可接受系列天然和非天然蒽醌底物与卤代氧杂蒽酮形成二聚体。更重要的是，本研究揭示了BTG5催化的第二步环化反应是罕见P450催化形式氧化还原中性的环化反应，实际包含了氧化和还原两步的过程。以上研究结果更新了P450催化反应的认识范畴，为合成生物学策略创制该类天然产物的复杂性和多样性提供了基础。

上述工作在线发表在J Am Chem Soc，饶义剑教授为该论文的通讯作者，江南大学博士生许会宾、袁振波副研究员和硕士生杨赛为该论文的共同第一作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划(2018YFA0901700)，国家自然科学基金项目(32270082)，江苏省自然科学基金(BK20202002)和江苏省研究生科研创新计划(KYCX20_1816)等基金资助。

近年来饶义剑教授团队围绕“复杂天然产物（药物）的途径解析和仿生定向合成与应用”开展了系统性的研究，并取得了一系列原创性研究成果，部分成果已发表在J Am Chem Soc(2024)、Nature Commun(2023, 2024)、Angew(2022, 2023, 2024)、ACS Catal(2020, 2021, 2022, 2024)、Green Chem(2019, 2022)、Water Research(2022)、J Hazar Mater(2021, 2023)、Chem Eng J(2021)等权威期刊。

研究成果