本站消息 近日，学校杨生超教授团队在Organic Letters（化学1区TOP）在线发表了题为“Promiscuous Oxidosqualene Cyclases from Neoalsomitra integrifoliola Catalyzing the Formation of Tetracyclic, Pentacyclic, and Heterocyclic Triterpenes”的研究论文，该研究首次发现了一类氧化鲨烯环化酶，可以产生9种三萜骨架类型的共13种三萜类化合物，通过对催化机理进行研究，使稀有(20R,24S)-20,24-环氧达玛烯二醇的产量提高8.2倍。

三萜类化合物作为植物体中一类重要的次生代谢产物，其在植物生长发育、应对生物及非生物胁迫、调控根系微生物等生理过程中发挥了重要作用。奥克梯隆醇型皂苷（ocotillol-type saponins）是一类特殊的C-17位侧链含有四氢呋喃环的四环三萜皂苷，在抗肿瘤、抗炎以及心血管保护上具有较好地生物活性。天然存在的奥克梯隆型皂苷的种类较少，主要在人参属植物金平人参、西洋参和葫芦科棒槌瓜属棒槌瓜中。然而关于奥克梯隆醇型皂苷的生物合成尚未被解析，特别是合成其苷元骨架的氧化鲨烯环化酶尚未被功能表征。

本研究从棒槌瓜中鉴定了6个多功能的氧化鲨烯环化酶NiOSC1–NIOSC6，参与多种三萜骨架的生物合成。其中NiOSC1-NiOSC3环化底物2,3:22,23-双环氧角鲨烯产生奥克梯隆醇皂苷元骨架(20R,24S)-20,24-环氧达玛烯二醇、(20S,24S)-20,24-环氧达玛烯二醇和稀有(20S,24R)-20,24-环氧达玛烯二醇；而NiOSC4-NiOSC5环化底物2,3:22,23-双环氧角鲨烯产生奥克梯隆醇皂苷元骨架。

NiOSC1是首个催化稀有(20R)构型的环氧达玛烯二醇和环氧巴查烯二醇类化合物的氧化鲨烯环化酶。通过同源建模、分子对接和定点突变阐明(20R,24S)-20,24-环氧达玛烯二醇的形成机理，Phe731是其形成的关键残基，NiOSC1-F731G突变体的空腔体积增加约2倍，利于环氧达玛烯基阳离子侧链的旋转折叠，同时Tyr259和Phe730残基通过阳离子-π相互作用稳定24,25-环氧达玛烯基阳离子，活性口袋内F413残基的部分空间位阻作用，使得自由水将从阻碍较少的Re face攻击氧鎓离子，(20R,24S)-20,24-环氧达玛烯二醇的产量提高8.2倍。

该研究揭示了环氧达玛烯二醇合成机制，为葫芦科植物资源开发利用提供了科学基础。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.4c00730