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遇见/摘要
异戊烯侧链的修饰不仅显著增加了天然产物的结构和功能多样性，而且展现出多种新颖的生物合成机制。本文系统总结了天然产物生物合成途径中异戊烯侧链的环氧化、脱氢、羧基形成、C-C键裂解和氧化环化等多种反应，并探讨了其背后的酶学机理。本综述将为未来异戊烯侧链相关修饰反应在天然产物生物合成中的发现、表征与应用提供指导。
02
遇见/内容
异戊烯基化修饰是天然产物最重要的修饰之一，不仅能提高天然产物的亲脂性，还为进一步的化学修饰提供了基础，生成具有多种功能的复杂分子。氧化反应是后修饰反应中较为关键的一类，该反应通常由P450单加氧酶、黄素依赖型单加氧酶、α-酮戊二酸依赖型加氧酶等不同类型的氧化酶催化。本综述从环氧化、脱氢、羧基形成、C-C键裂解和氧化环化等不同类型反应角度揭示天然产物生物合成途径中异戊烯基侧链的修饰过程。
在环氧化反应中具有代表性的案例是真菌杂萜的生物合成途径，包括核心酶进行异戊烯基化、环氧化和环化反应，随后再进行各种后修饰反应。文章分析了杂萜前体相关环氧化酶的进化关系，为新型杂萜的挖掘提供参考。
异戊烯基侧链的脱氢反应可以生成炔基。此外，脱氢反应生成的共轭双烯可参与Diels-Alder反应。
在氧化环化反应章节中，黄素依赖型单加氧酶对大麻素前体cannabigerolic acid (CBGA)的异戊烯基侧链进行氧化修饰可以生成四氢大麻酚、大麻二酚酸等具有不同活性的天然产物。
除常见类型的氧化酶外，钒依赖型卤过氧化物酶NapH1、NapH3和NapH4在napyradiomycin B1生物合成途径中发挥不同功能。NmrA样酶CtdP可以催化非能量优势的环加成反应形成具有α-anti选择性的双环[2.2.2]重氮辛烷骨架。
本文丰富对异戊烯基侧链修饰反应的相关理解，并为开发新型生物催化剂提供参考。该综述论文近期在“Angew. Chem. Int. Ed.”上发表（10.1002/anie.202415279 ）。东京大学2023级博士生王汇滨为本文第一作者，Yi Yang博士为本文作出重要贡献，东京大学阿部郁朗教授为本文通讯作者。
