on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">环丙基存在于萜烯、脂肪酸和肽类等各种天然产物中。由于环丙基的三元环结构具有刚性和固有的环应变，许多含环丙基的天然产物具有很好的生物活性。Hormaomycins和belactosins是具有不同寻常的环丙烷结构的肽类天然产物，它们分别含有环丙烷氨基酸残基3-（反式-2-硝基环丙基）-丙氨酸和3-（反式-2-氨基环丙基）-丙氨酸。然而，Hormaomycins和belactosins的环丙烷基生物合成途径一直未能明确。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
近期，Hokkaido University的Yasushi Ogasawara组与North Carolina State University的Wei-chen Chang组合作，对hormaomycins和belactosins生物合成基因簇进行生物信息学分析，结果表明，两个基因簇中具有两对保守的、未经鉴定功能的基因hrmI/belK和hrmJ/bel。其中，HrmI/BelK属于血红素加氧酶样双核铁酶家族，HrmJ/BelL属于Fe/α-KG加氧酶，暗示这两对基因可能负责硝基和氨基环丙基丙氨酸的形成。随后，通过体内和体外实验，分别鉴定了HrmI/BelK和HrmJ/BelL的功能。HrmI和BelK催化L-赖氨酸的ɛ-氨基氧化以形成L-6-硝基去甲亮氨酸。而HrmJ和BelL通过形成C4-C6键，有效地将L-6-硝基去甲亮氨酸转化为3-（反式-2-硝基环丙基）-丙氨酸。
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此外，该研究还推测了HrmJ和BelL催化环丙烷化的反应机理，HrmJ/BelL催化C6脱质子并原位形成C=N，再与C4-H裂解产生的自由基、阳离子或内酯发生相互作用。综上，该研究揭示了环丙烷基构建的新途径，并发现了金属酶参与天然产物生物合成的新化学。
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参考文献：Identification of Cyclopropane Formation in the Biosyntheses of Hormaomycins and Belactosins: Sequential Nitration and Cyclopropanation by Metalloenzymes
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202113189
原文作者：XiaojunLi, Ryo Shimaya, Tohru Dairi, Wei-chen Chang,* and Yasushi Ogasawara*
