由日本理化學研究所環境資源科學研究中心天然物生合成研究單元的高橋俊二單元負責人、鄭宇基礎科學特別研究員、坂井克行特別研究員、靜岡縣立大學藥學部的瀧田良教授、大阪大學蛋白質研究所的慄棲源嗣教授、宮之入洋平副教授等人組成的合作研究團隊發現，鐵硫蛋白質（FeS蛋白）在天然產物的生物合成程序中，能夠作爲路易斯酸觸媒促進[4+2]環加成反應（Diels-Alder反應）。該研究結果已發表在期刊《Nature Communications》上。
圖 鐵硫蛋白質作爲路易斯酸催化[4+2]環加成反應（供圖：理化學研究所）
Diels-Alder反應是有機合成化學領域最重要的反應之一，在探索天然產物生物合成途徑的研究中，催化這一反應的酶相繼被發現。
該研究團隊發現在放線菌次生代謝產物verticilactam（VTL）的生物合成程序中催化羥基化反應的細胞色素P450（VtlG）以及催化Diels-Alder反應的酶（VtlF）。此外，透過將生化實驗與理論計算有效結合，研究人員還進一步明確了酶分子中的鐵硫簇高效地促進了Diels-Alder反應。
在天然產物生物合成的程序中，天然酶使用路易斯酸觸媒進行Diels-Alder反應的研究報告本次尚屬首例。這種擁有鐵硫簇，並且作爲電子傳遞體爲人所知的蛋白質，有望成爲設計雜異化Diels-Alder反應的一個有前景的研究起點。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature Communications
論文：Iron-sulphur protein catalysed [4+2] cycloadditions in natural product biosynthesis
DOI：10.1038/s41467-024-50142-1
