海洋链霉菌中发现酰基次磺酸特征天然产物磺烯素及其生物合成机制解析

来自海洋链霉菌的研究团队发现了一种含有酰基次磺酸(acylsulfenic acid)功能基团的天然产物磺烯素(sulfenicin)，通过基因组挖掘、异源生物合成和酶学实验，揭示了该罕见官能团由初级与次级代谢酶(包括黄素依赖型S-羟化酶)协同合成的分子机制。该发现拓展了天然功能基团的多样性认知，其合成酶在细菌基因组中的广泛分布提示这类不稳定基团可能在特殊代谢物中普遍存在。

　　

生命有机分子的多样性功能基团构筑了丰富多彩的生物学功能。一项突破性研究揭示了海洋链霉菌(Streptomyces)产生的杂合型天然产物磺烯素(sulfenicin)——该聚酮-非核糖体肽(PK-NRP)杂交分子携带独特的酰基次磺酸(acylsulfenic acid)官能团，这种以往仅见于合成化学的敏感基团首次被证实可通过生物途径组装。

研究团队通过基因组挖掘指引的异源表达系统，结合基因敲除和体外酶活实验，解析了该基团的生物合成路线：来自初级代谢的硫羧酸(thiocarboxylic acid)在黄素依赖型S-羟化酶催化下发生硫原子羟基化，随后与次级代谢酶协同完成最终修饰。值得注意的是，虽然磺烯素生物合成基因簇(BGC)目前尚未发现同源序列，但催化酰基次磺酸合成的酶类在细菌基因组中广泛分布，暗示这种易分解的"硫氧箭簇"可能普遍存在于微生物特殊代谢产物中。该发现为天然产物化学开辟了新的结构类型搜索维度。