微生物合成麦角硫因（ERG）的关键酶：亚砜合酶的分子机制与工程策略综述

本综述系统探讨了麦角硫因（ERG）微生物合成中的关键限速酶——亚砜合酶（sulfoxide synthases）的分子机制、结构特征与底物选择性，重点分析了通过酶工程策略（如增强表达、提升活性及挖掘新变体）提高ERG产率的方案，为开发高附加值含硫化合物提供了理论依据与工业应用前景。

　　

Highlight

亚砜合酶作为麦角硫因（ERG）生物合成中的核心催化剂，其独特的硫原子插入机制与底物选择性直接决定了ERG的产率与经济可行性。本部分聚焦该酶的进化关系、检测技术及工程改造策略，为高效合成ERG提供关键见解。

The evolutionary relationship of sulfoxide synthases

亚砜合酶是一类非血红素铁酶（non-heme iron enzymes），在ERG和卵硫醇（ovothiol）合成中扮演关键角色。这类酶在催化过程中展现出独特的硫转移机制，能够将硫原子插入组氨酸分子的咪唑环中（Ishikawa et al., 1974）。亚砜合酶的进化历程很可能与早期硫代谢相关的生化反应密切相关（Ekanayake et al., 2020）。因此，研究它们的进化关系不仅有助于理解酶功能的起源与分化，还可为理性设计高活性酶变体提供线索。

Detection methods for ERG

准确量化ERG不仅对测定其在生物样本中的浓度至关重要，更关键的是，它直接影响亚砜合酶的研究与开发。稳健而灵敏的分析方法在以下方面不可或缺：（i）评估新型或工程化亚砜合酶的体外催化性能与动力学参数；（ii）在高通量筛选中定向进化突变体库，以识别活性增强的变体；（iii）在发酵过程中实时监测ERG的积累，以优化微生物细胞工厂的生产效率。

Strategies for sulfoxide synthases modification in ERG production

ERG的生物合成是一个复杂的多步骤酶催化过程，其中亚砜合酶（如EgtB和Egt1）催化关键反应步骤，在合成路径中处于中心地位，直接影响ERG的产量与合成速率。目前，针对亚砜合酶的工程策略主要包括以下几个方面：（i）增强亚砜合酶的表达水平；（ii）提高亚砜合酶的催化活性；（iii）挖掘自然界中新的亚砜合酶变体，以拓展催化多样性与效率。