近日，国际著名期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）以封面故事在线发表了我院虞沂副教授课题组与英国阿伯丁大学邓海博士课题组合作完成的最新研究成果。
吡咯里西啶生物碱（Pyrrolizidine Alkaloids，PA）是一类主要由植物产生的用于抵御自身病虫害的天然化合物，其半数以上成员被发现具有良好的抗感染和抗肿瘤活性，加上这类化合物的化学结构极其独特，近30年来，它们一直是化学家和药物学家青睐的研究对象。然而，相比在PA有机全合成领域所取得的显著研究进展，科学家们对PA的生物合成机理却知之甚少。我院虞沂副教授课题组与英国阿伯丁大学邓海博士课题组合作，成功突破了这一认知“盲区”：他们首先从一株来源于加纳沙漠的放线菌中分离鉴定到一个全新的PA分子Legonmycin，进而对该放线菌进行基因组扫描并定位到Legonmycin的生物合成基因簇，通过一系列基因功能表征实验，最终推导出第一例微生物来源PA分子的生物合成途径。相关结果以“Discovery of a Single Monooxygenase that Catalyzes Carbamate formation and Ring Contraction in the Biosynthesis of the Legonmycins”为题在线发表在最新一期《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）杂志上（http://onlinelibrary.wiley.com/enhanced/doi/10.1002/ange.201502902/），并被评为当期封面文章（Back Cover Story）。
该项研究表明，非核糖体肽合成酶（NRPS）充当了PA分子的装配线，它首先以细胞内的简单羧酸和脯氨酸为底物完成PA骨架的装配，生成吲哚里西啶（Indolizidine），该中间体继而在一个黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）依赖的氧化酶作用下，发生连续的扩环、水解、缩环和羟化反应，最后转变成吡咯里西啶（Pyrrolizidine）。这一发现揭示了一种全新的FAD依赖的氧化酶在PA生物合成途径中所扮演的多重角色，不仅扩展了新型化学反应与酶催化知识库（化学生物学），同时也为PA类相关药物的“生物制造”提供了理论依据。
该研究工作由我院虞沂副教授课题组与英国阿伯丁大学邓海博士课题组合作完成，我院2012级博士生黄胜同学为论文的第一作者。虞沂副教授课题组目前主要致力于肽类生物碱以及氨基糖苷类天然药物的生物合成机理研究。