卡賓轉移化學與生物合成的完全整合

生物合成是一種環境友好、可再生的方法，可用于生產很多的天然產物，甚至在某些情況下，生產全新的天然產物。然而，生物系統缺乏合成化學可用的許多反應，這就導致當使用生物合成而不是化學合成時，可獲得的產品范圍更窄。卡賓轉移反應就是這方面的一個典型例子。雖然最近的研究表明卡賓轉移反應可以在細胞中進行并用于生物合成，但是卡賓供體和非天然輔因子需要外源加入并轉運到細胞中才能實現反應，這就使得對利用這些反應的生物合成過程進行成本-效益放大行不通。研究人員報道了通過細胞代謝獲得重氮酯卡賓前體和將非天然卡賓轉移反應引入微生物生物合成平臺的研究。α-重氮酯重氮絲氨酸是通過在白色鏈霉菌中表達生物合成基因簇而產生的。胞內產生的重氮絲氨酸被用作卡賓供體來環丙烷化另一種胞內產生的分子——苯乙烯。該反應由含有天然輔因子的工程化P450突變體催化，具有優異的非對映選擇性和中等的產率。該研究建立了一個可放大的微生物平臺，可用于進行胞內非生物卡賓轉移反應，從而功能化一系列天然乃至全新天然產物，擴展細胞代謝所產生的有機產物范圍。

（來源：Nature，2023.https：//doi.org/10.1038/s41586-023-06027-2. 趙林編譯）