环氧环己烯酮（epoxycyclohexenone）结构单元广泛分布在天然产物中，并且是其具有多种生物活性的关键药效团。典型的例子包括抗肿瘤化合物LL-C10037α，抗生素terreic acid，植物毒素harveynone和NF-κB抑制剂panepoxydone等。由于独特的结构和良好的生物活性，目前研究人员已经开发了多种化学合成该类化合物的方法。但这些方法通常都具有合成路线长，产率低，需要用到有毒试剂等缺点。与化学合成相比生物体可以非常高效简洁的合成该类化合物，因此对这类化合物的生物合成进行深入研究有望开发高效合成该类化合物的方法。

基于以上问题，近日兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室杨彦龙课题组，高坤课题组与德国耶拿大学Dirk.Hoffmeister课题组合作，对高等真菌野生革耳（Panus rudis）中环氧环己烯酮类化合物panepoxydone的生物合成进行了深入研究。研究首先利用全基因组测序，转录组测序和代谢产物谱监测技术确定了野生革耳中负责panepoxydone生物合成的基因簇pan，随后利用酿酒酵母异源表达及体外酶催化实验对其中关键酶的功能进行了验证，结果发现与细菌和子囊菌门真菌利用双氧化酶和cupin蛋白构建环氧环己烯酮结构单元不同，在panepoxydone的生物合成中野生革耳利用细胞色素P450氧化酶（PanH）催化合成关键的环氧环己烯酮结构单元，进一步的进化分析表明这三类物种中合成该类化合物的基因是独立进化出来的属于趋同进化。

在此基础上，团队成员以表达野生革而细胞色素P450氧化酶panH基因的酿酒酵母细胞为催化剂，开发了生物催化合成环氧环己烯酮类化合物的方法。与传统的化学合成方法相比该方法大大简化了反应的步骤，提高了反应的效率，解决了传统化学反应带来了的污染等问题。此外研究人员还利用同源建模、分子动力学模拟和定点突变技术阐明了决定PanH底物特异性的分子机制，为进一步通过定向进化技术对其进行改造奠定了基础。