C-C键构成有机分子的中心骨架，C-C键的形成是合成化学中最具挑战性的转化之一，这些反应通常需要在苛刻的条件下进行。作为对传统化学合成的补充，利用C-C键形成酶进行生物合成转化提供了一种以可持续、环保的方式进行此类转化的有效方法。在广泛用于C-C键形成的酶中，β-酮酰基-酰基载体蛋白（ACP）合酶III（KAS III）是一类重要的C-C键形成酶，因其在初级和次级代谢产物的生物合成中的关键作用而最为重要，主要催化聚酮和脂肪酸生物合成的起始反应。近期，上海交通大学瞿旭东课题组阐明了一个不寻常的聚酮合酶（PKS）系统的催化机制，该系统涉及阿苏克霉素的“upper”三烯链结构生物合成中两个独特的KAS III（AsuC3, AsuC4）。AsuC3和AsuC4同时具有起始和迭代延伸活性，同时在功能上分别偏向于延伸和起始步骤。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
首先，通过体外重构实验，确定了AsuC3和AsuC4在阿苏克霉素“upper”三烯链生物合成中的催化功能。
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随后，通过点突变实验表明，AsuC3和AsuC4的催化活性依赖于催化三联体Cys-His-Asn。与其他KAS III不同，AsuC3和AsuC4的催化功能非常混杂，可以识别不同长度的酰基辅酶A，其酰基部分可以是环状的、分支的或线性的。通过与酮还原酶（AsuC7）和脱水酶（AsuC8/C9）的合作，可以高效地合成多种多烯。
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总之，这项研究大大拓宽了对KAS IIIs和聚酮生物合成的理解。
参考文献：A Pair of Atypical KAS III Homologues with Initiation and Elongation Functions Program the Polyketide Biosynthesis in Asukamycin
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202200879
原文作者：Xiaoli Yan, Jun Zhang, Hongqun Tan, Zhihao Liu, Kai Jiang, Wenya Tian, Mengmeng Zheng, Zhi Lin, Zixin Deng, and Xudong Qu
