两种黄素酶通过烯烃双羟基化和C–C键断裂，将真菌产生的聚酮非核糖体肽转化为顺式-2-丁烯-1,4-二醛类致癌物质

《Journal of the American Chemical Society》：Two Flavoenzymes Convert Fungal Polyketide-Nonribosomal Peptide to cis-2-Butene-1,4-dial-Type Carcinogen via Olefin Dihydroxylation and C–C Bond Cleavage

聚酮-非核糖体多肽（PK-NRP）前体经两种黄酶FrtD和FrtB催化，分别完成五聚烯二羟基化及后续C-C键断裂、异构化反应，生成新型致癌物cis-2-甲基-2-丁烯-1,4-二醇（结构17），其通过结合氨基酸和诱导DNA损伤发挥毒性作用。

　　

通过多种氧化酶的修饰步骤，可以将聚酮非核糖体肽（PK-NRP）的核心骨架转化为结构独特的天然产物，而在PK-NRP核心骨架的共轭多烯（烯烃含量≥3）上进行修饰的步骤相对较少。在这项研究中，我们从Fusarium reticulatum中的frt簇中鉴定出了两种黄素酶：（1）一种依赖FAD的单加氧酶FrtD能够催化五元共轭多烯PK-NRP前体（8）的烯烃双羟基化反应，生成邻位二醇（1a/1b）；（2）随后一种分泌型的小檗碱桥接酶类似氧化酶FrtB将1a转化为cis-2-甲基-2-丁烯-1,4-二醇（17）和三种共轭多烯α,β-不饱和酮（12），这一过程包括脱氢、C–C键断裂和异构化。最重要的是，17被确认为一种新的来自Fusarium属的cis-2-丁烯-1,4-二醇类致癌物，因为它能够与氨基酸结合并诱导DNA损伤。我们的研究揭示了黄素酶的不寻常功能，并发现了一种新的Fusarium属霉菌毒素代谢物，这可能对健康构成潜在风险，需要未来进一步关注。