阿維鏈霉菌是一種革蘭氏陽性土壤放線菌，因能夠合成在農(nóng)業(yè)、獸醫(yī)、公共衛(wèi)生領(lǐng)域重要的抗寄生蟲藥物——阿維菌素而備受關(guān)注。其中，阿維內(nèi)酯是鏈霉菌中首個被發(fā)現(xiàn)的4-烷基丁烯內(nèi)酯類信號分子，可調(diào)控阿維鏈霉菌中阿維菌素的生物合成。盡管已有研究提示，其生物合成途徑或由?；o酶A氧化酶（SavA）與細胞色素P450酶（SavB）共同參與，但相關(guān)酶的具體酶學(xué)功能與催化機制尚不明晰。

　　近期，中國科學(xué)院微生物研究所研究團隊，系統(tǒng)解析了阿維鏈霉菌中調(diào)控重要抗寄生蟲藥物阿維菌素生成的信號分子——阿維內(nèi)酯的生物合成途徑，深化了學(xué)界對鏈霉菌4-烷基丁烯內(nèi)酯類信號分子合成機制的認知。同時，研究團隊鑒定出一類可一步催化構(gòu)建4-烷基丁烯內(nèi)酯骨架的黃素酶，為高效制備手性4-烷基丁烯內(nèi)酯結(jié)構(gòu)單元提供了重要酶學(xué)工具。

　　研究團隊通過異源表達、化學(xué)合成及體外酶促反應(yīng)等多種手段，解析了信號分子阿維內(nèi)酯的生物合成途徑。結(jié)果表明，黃素酶SavA可利用脂肪酸代謝途徑中的長鏈脂肪?；o酶A或長鏈脂肪酰基載脂蛋白為底物，催化連續(xù)的α，β-順式脫氫、γ-羥化及分子內(nèi)關(guān)環(huán)反應(yīng)，一步合成(4S)-4-烷基丁烯內(nèi)酯核心骨架。隨后， SavB依次催化C-9、C-10位的氧化，最終完成阿維內(nèi)酯的生物合成。其中，SavA兼具酰基輔酶A氧化酶與黃素依賴單加氧酶雙重催化特性。

　　研究團隊進一步通過同位素標(biāo)記和定點突變實驗，推測其催化機制涉及順式脫氫中間體捕獲形成的活性C4a-hydroperoxide FAD，進而推動氧原子轉(zhuǎn)移，并實現(xiàn)FADox的循環(huán)再生。該酶僅以氧氣作為氧化劑，在不依賴外源輔酶或NAD(P)H的條件下，即可實現(xiàn)單酶催化，表現(xiàn)出優(yōu)異的原子經(jīng)濟性與催化效率，為高效構(gòu)建含手性4-烷基丁烯內(nèi)酯結(jié)構(gòu)單元的藥用分子及高附加值化合物提供了新型生物催化策略。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院的支持。

研究推測的SavA催化生成手性4-烷基丁烯內(nèi)酯的反應(yīng)機制