微生物所王罗医/王斌Angew：微生物链过氧化合物的生物合成酶学基础

背景：过氧化合物（如青蒿素）是重要药物分子，但自然界中酶催化构建O–O键的机制尚不明确，尤其是链过氧化合物的生物合成酶学未得到阐明。研究目的：中国科学院微生物研究所王罗医团队与王斌团队旨在揭示链过氧化合物氧蒽酮霉素（oxanthromicin）中过氧键构建的酶学基础。结论：研究从链霉菌中鉴定出oxa/otn基因簇，通过体内遗传学、体外生化重构及酶学分析，首次鉴定黄素依赖型氧化酶OxaJ/OtnJ为催化链过氧键形成的关键酶。体外实验表明，底物6（双甲基化中间体）经OxaJ/OtnJ催化，直接利用分子氧高效构建过氧键，且产物立体选择性由该酶决定。序列比对与突变研究发现，OxaJ/OtnJ含有一段保守基序（P241–R255），形成β-loop-β结构阻挡NADPH进入活性中心，从而驱动催化功能从NADPH依赖的羟基化向非依赖NADPH的过氧化分化，揭示了一种“氧化还原门控”的新调控机制。该研究拓展了黄素依赖型氧化酶的催化边界，为酶工程及生物制造提供新基础。