吡哆醛磷酸依赖酶BesB催化末端炔烃形成的结构机制与生物催化应用

来自国际团队的研究人员针对天然产物中末端炔烃依赖金属酶的局限性，聚焦吡哆醛磷酸(PLP)依赖酶BesB的催化机制。通过1.3?高分辨率晶体结构解析结合计算研究，首次揭示该酶通过烯丙基卤化物前体形成关键丙二烯中间体，最终催化生成L-炔丙基甘氨酸的金属非依赖途径。该发现拓展了PLP酶催化工具箱，为开发绿色生物催化剂提供新范式。

　　

自然界中炔烃类天然产物的合成通常需要金属酶参与，而吡哆醛磷酸(PLP)依赖酶BesB却另辟蹊径——它能以维生素B₆衍生物PLP为辅因子，将4-氯-L-烯丙基甘氨酸这类乙烯基卤化物前体，神奇地转化为含末端炔基的氨基酸L-炔丙基甘氨酸。

最新研究通过1.3埃的超高分辨率晶体结构捕捉到BesB的精细三维构象，结合巧妙的机理实验与计算模拟，揭开了这场分子变形的奥秘。实验证据表明，BesB能可逆催化多种4-卤代烯丙基-L-甘氨酸的卤素交换，暗示存在关键的丙二烯中间体——这个猜测最终被直接观测证实。整个催化过程犹如精密的分子体操：首先通过去质子化驱动卤素离去形成丙二烯，随后该中间体经过异构化"翻跟头"最终形成末端炔烃。

这项研究不仅刷新了对PLP酶催化潜力的认知，更重要的意义在于：为开发不依赖贵金属的绿色生物催化剂提供了全新思路，未来或可实现丙二烯和炔烃化合物的可持续生物制造。