近日，董廖斌教授课题组在学科重要期刊Organic & Biomolecular Chemistry在线发表了最新研究成果"Genome mining reveals a highly oxidized bacterial perhydrophenanthrene meroterpenoid smelanic acid"。2023级硕士研究生杨紫怡、2022级博士研究生潘兴明为本文共同第一作者，董廖斌教授为本文独立通讯作者，中国药科大学为唯一通讯单位。

细菌全氢菲型杂萜类化合物是一类罕见的天然产物，具有高度氧化的6/6/6稠合三环骨架。虽然相关基因簇已被鉴定，但构建其核心骨架的酶学基础仍不清楚。基于课题组前期表征的非典型萜环化酶AtoE，研究团队开展了靶向基因组挖掘，在Streptomyces melanosporofaciens中发现了含有AtoE同源蛋白SmeD（46.15%序列相似性）的隐蔽生物合成基因簇。

通过在S. albus J1074中异源表达核心基因簇，成功产生了新化合物smelanic acid。综合NMR波谱和X射线晶体衍射分析确定了其结构，揭示该化合物具有全氢菲核心骨架，连接着同时含有环氧基团和羟基酸基团的高度氧化侧链，代表了细菌杂萜类化合物中独特的氧化模式。研究还阐明了其生物合成途径，涉及GGPP合成酶、FAD依赖氧化还原酶、异戊烯基转移酶和具有ETAE催化基序的非典型萜环化酶等关键酶的协同作用。值得注意的是，该化合物的完整生物合成依赖于宿主特异性氧化还原酶，在S. coelicolor M1154中未能产生目标产物。

该研究证明了基于酶引导的基因组挖掘策略发现结构新颖天然产物的有效性，扩展了细菌杂萜类化合物的化学多样性，为未来药物开发和生物合成途径工程化改造提供了重要基础。

本研究得到国家自然科学基金（82473823）、江苏省杰青（BK20240097）及中国药科大学全国重点实验室项目（SKLNMZZ2024JS44）等资助。

文章链接：https://doi.org/10.1039/d5ob01195g