2019年，Kubanek课题组首次从红藻Peyssonnelia sp.中分离出两种硫酸化二萜糖苷——peyssonnosides A（1）和B（2）（图1）。其结构新颖复杂且具有多样化生物活性，使得peyssonnosides成为有机合成化学家极具挑战性但前景广阔的分子靶标。在过去的几年里，已有两例(-)-peyssonnoside A的全合成报道。然而，其高成本和低产率凸显了peyssonnoside A全合成路线的巨大挑战。迄今为止，peyssonnoside核心二萜骨架的生物合成途径仍未阐明。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院卞光凯课题组和波恩大学Jeroen S. Dickschat课题组合作，在国际期刊Angewandte Chemie International Edition上发表了题为“Biosynthesis of the Red Algal Diterpene Peyssonnosol in Bacteria”的最新研究成果。该研究在细菌中发现了两种二萜合酶AbPS1和AbPS2，它们分别合成Peyssonnosol（3）和Peyssonnosol B（4）。通过运用同位素标记实验、DFT计算和定点突变技术，研究团队深入解析了它们的酶机制，得到了与生物合成相关的关键分子。通过将扩展的实验方法与计算化学相结合，并经过迭代优化，最终建立了一个精细的机制模型，为理解萜烯环化级联反应提供了重要的见解。

该研究通过综合运用基因组挖掘、同位素标记、DFT计算和定点突变等多种技术手段，首次从细菌中发现并深入表征了能够合成红藻特征性二萜化合物的酶，这可能改变我们对海洋天然产物生物合成的理解。并首次在原子水平阐明了极其复杂的萜烯环化级联反应机制。此外，通过酶工程获得了产生不同产物的变体，揭示了控制产物特异性的关键残基。提出并验证三种可能的机理假设，最终确立了经由(R)-GLPP和中间体关键构象改变的最优反应路径（图2）。这提示我们：在目前的情况下，可以制定几种与同位素标记实验相一致的机制。只有将扩展的实验方法与计算化学相结合，才能最终得出一个精细的机制模型。

Biosynthesis of the Red Algal Diterpene Peyssonnosol in Bacteria

Zhiyong Yin, Zhehui Hu, Kexin Yang, Guihu Lu, Dr. Georges B. Tabekoueng, Pingping Wu, Dr. Qi Luo, Prof. Dr. Juan Xu, Prof. Dr. Bernd Goldfuss, Prof. Dr. Jeroen S. Dickschat, Prof. Dr. Guangkai Bian

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202507752