阅读 PNAS | 天冬氨酸残基调控桑树BBE-like酶催化功能分化的机制研究

本研究聚焦桑树BBE-like酶催化功能分化的分子机制。背景方面，BBE-like酶是一类FAD依赖的氧化酶超家族，广泛参与植物天然产物生物合成，可催化氧化环化与氧化脱氢等不同反应类型。研究目的旨在阐明桑树BBE-like酶（如MaDS1）调控氧化反应选择性的结构基础。通过X射线晶体衍射、点突变、分子动力学模拟和密度泛函理论计算等方法，研究发现保守的天冬氨酸残基D175作为关键"看门人"残基，通过酸碱机制精确控制反应路径：D175可直接去质子化碳正离子中间体引导脱氢反应，而其缺失或突变（如D175N）则促使反应转向氧化环化。结论表明，单个氨基酸突变即可介导酶功能进化，生成结构迥异的天然产物，为理性设计氧化酶、定向合成类天然化合物提供了理论基础。