科技日报记者 张佳星
5月25日，《自然·化学》报道了我国学者发现自然界首例催化分子间[4+2]环加成反应、单功能环化酶。
“分子间[4+2]环加成反应是有机合成化学中选择性构筑碳-碳键及复杂碳环的重要方法之一，广泛用于药物等功能分子的合成中。”论文通讯作者之一、中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室研究员戴均贵对科技日报表示，狄尔斯-阿尔德（Diels-Alder）反应常存在于众多天然产物生物合成过程中，造就了天然产物结构及生物活性的多样性。
MaDA高效立体选择性催化[4+2]环加成反应生成DA加合物Chalcomarocin
采用传统化学法完成这类反应往往缺乏选择性，而天然酶的高度立体选择性能够使得合成线路简便、高效，但自然界中是否存在单一功能的分子间[4+2]环化酶一直悬而未决。
从2014年开始，戴均贵团队与北京大学化学与分子工程学院雷晓光教授以及中国中医科学院中药资源中心黄璐琦研究员研究团队通力合作，基于酶活性的蛋白分离纯化、蛋白质组及转录组学、生物合成中间体探针等多技术相结合的策略，从桑培养细胞中发现并鉴定了首个天然分子间[4+2]、单功能环化酶MaDA。
关于为什么在桑细胞中寻找，戴均贵解释，桑中有一类活性化学成分为异戊烯黄酮Diels-Alder加合物，其分子中具有典型的手性环己烯结构单元，推测该环己烯单元的形成可能由分子间[4+2]环化酶催化完成。这一推测引导团队锁定酶的来源。
“我们发现MaDA活性很强，几分钟就能完成反应，反应迅速高效，能立体选择性合成多个结构复杂的活性分子。”戴均贵介绍，未来将利用蛋白定向进化等技术对该酶进行改造，开发普适性工具酶，用于药物等功能分子的绿色无污染、高效且立体选择性合成中。
