中科院上海有機化學(xué)研究所生命有機化學(xué)國家重點實驗室劉文團隊，經(jīng)過長達12年的努力，在螺環(huán)乙酰乙酸內(nèi)酯/內(nèi)酰胺抗感染抗生素的生物合成中發(fā)現(xiàn)了兩種不同的酶，可極大促進［4+2］D-A環(huán)化反應(yīng)的發(fā)生。該發(fā)現(xiàn)為證實D-A反應(yīng)酶的天然存在提供了有力證據(jù)。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《自然—化學(xué)生物學(xué)》。上海有機所所長丁奎嶺院士評價說，這一成果的取得，充分體現(xiàn)了合成化學(xué)與合成生物學(xué)學(xué)科交叉的優(yōu)勢。

D-A反應(yīng)是合成化學(xué)中zui重要的反應(yīng)類型之一，而自然界中是否存在能夠催化D-A反應(yīng)的酶，一直是懸而未決的焦點科學(xué)問題。

劉文團隊的發(fā)現(xiàn)為回答這一難題創(chuàng)造了契機。在螺環(huán)乙酰乙酸內(nèi)酯/內(nèi)酰胺抗感染抗生素生物合成中，兩種不同的［4+2］D-A環(huán)化酶以催化串聯(lián)反應(yīng)方式，將具有兩套共軛雙烯與親雙烯體單元的線性中間體有效地轉(zhuǎn)化為單一對映體的剛性五環(huán)骨架。與之前的例證不同，在沒有相應(yīng)的酶蛋白存在下，上述反應(yīng)無法自發(fā)發(fā)生，所依賴的酶蛋白功能單一、效率高，是非常理想的驗證D-A反應(yīng)生物催化機制的研究對象。

劉文團隊發(fā)現(xiàn)，所有螺環(huán)乙酰乙酸內(nèi)酯/內(nèi)酰胺成員均采用了相似的生物合成策略，即通過酶促的［4+2］環(huán)加成反應(yīng)完成線性中間體的剛性交聯(lián)；兩個不同酶催化的環(huán)化反應(yīng)可以偶聯(lián)也可以去偶聯(lián)，從而解釋了自然界中如何創(chuàng)造核心骨架相似、但整體結(jié)構(gòu)不同的抗生素分子。

專家認為，以兩個酶催化的串聯(lián)［4+2］環(huán)加成反應(yīng)為中心的合成策略如能有效運用，將極大促進生物和化學(xué)合成手段的發(fā)展，可通過建立相應(yīng)天然產(chǎn)物的類似物分子庫，應(yīng)對藥物化學(xué)研究中對于分子結(jié)構(gòu)多樣性的要求和化學(xué)生物學(xué)研究中對于特異性分子探針的制備需求。（來源：中國科學(xué)報 黃辛）