氮丙啶是由一個氮和兩個碳組成的三元雜環(huán)，是一種典型的反應(yīng)性分子，由于其張力環(huán)結(jié)構(gòu)而具有更高的生物活性。在自然界中，已從真菌、放線菌和海綿中分離出幾種含氮丙啶的化合物。然而，沒有關(guān)于氮丙啶合成酶的生化研究報道。
近期，日本東京大學(xué)IkuroAbe組研究了2-氨基異丁酸（AIB）在青霉中的生物合成，并在體外成功地重組了L-纈氨酸到AIB的三步生物合成過程。AIB是一種罕見的非蛋白源性氨基酸，存在于被稱為peptaibol的一類膜靶向性肽抗生素中，能強烈誘導(dǎo)a-螺旋的形成。
研究表明，這種先前未知的氮丙啶形成途徑是通過非血紅素鐵和α-酮戊二酸依賴性（FeII/αKG）加氧酶TqaL催化的，然后通過鹵代烷酸脫鹵酶（HAD）型水解酶TqaF進行氮丙啶開環(huán)，再通過NovR/CloR樣非血紅素鐵加氧酶TqaM進行氧化脫羧。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
此外，該研究還解析了分辨率為2.0 ?的FeII/aKG加氧酶TqaL形成C-N鍵的X射線晶體結(jié)構(gòu)。這項工作提出了氮丙啶生物合成的第一個分子機制，從而拓展了FeII/aKG加氧酶的催化功能。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
參考文獻(xiàn)：Aziridine Formation by a FeII/a-Ketoglutarate Dependent Oxygenaseand 2-Aminoisobutyrate Biosynthesis in Fungi
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202104644
原文作者：Reito Bunno+, Takayoshi Awakawa+,* TakahiroMori, and Ikuro Abe*
