北京大学，Nature Chemistry！

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1、发现了CsmA催化II型偶联反应

作者研究发现海洋 Chryseomicrobium sp. PKU-MA01392中CsmA是一种新的HKAS，主要催化芳香α-酮酸的II型偶联反应，生成多种α-羟基-β-酮酸产物。

2、发现了BbmA催化III型偶联反应

作者发现BbmA是一种新的HKAS，能高效催化脂肪族酰基供体和芳香族酰基受体之间的III型偶联反应，生成多种α-羟基-β-酮酸产物，转化率49%至91%。

3、揭示了这两种酶的底物选择性结构基础

作者解析了CsmA和BbmA与ThDP复合物的晶体结构，揭示了其底物选择性结构基础，发现8个关键残基控制供体底物选择性。

4、揭示了酰基受体结合位点的结构特征

研究发现BbmA中G484残基对酰基受体选择性起关键作用。通过突变G484，BbmA的III型偶联反应可转变为IV型/I型反应，成功合成了多种杂偶联产物。

5、展示了将CsmA和BbmA应用于复杂天然产物的酶促全合成

作者利用CsmA和BbmA的底物耐受性，通过组合不同酶和多种α-酮酸、芳香酸及非典型氨基酸，成功合成了一系列新的呋喃内酯产物。

技术优势：

1、 发现两种新的HKASs（CsmA和BbmA）

本研究发现的两种酶分别催化α-酮酸的II型和III型偶联反应，表现出显著的底物耐受性，能够催化多种α-酮酸的碳连接，生成一系列新的α-羟基-β-酮酸产物。

2、展示了基于结构的酶工程和合成应用

作者通过结构基础的工程改造，CsmA和BbmA产生了能够催化I型和IV型偶联反应的酶变体，显著扩展了α-酮酸偶联生物催化剂的工具箱，并证明了这些HKASs在碳连接催化和合成应用中的巨大潜力。

技术细节

CsmA催化II型偶联反应的发现

作者在对海洋 Chryseomicrobium sp. PKU-MA01392次级代谢物的研究中，发现了三种已知的偶姻型天然产物（soraphinol A、kurasoin A和kurasoin B），表明该菌株存在ThDP依赖性HKAS。基因组测序和注释发现两个同源蛋白质CsmA和CsmB，其中CsmA为新的HKAS。实验表明，CsmA能够催化以芳香α-酮酸为酰基供体和受体的II型偶联反应，产生多种α-羟基-β-酮酸产物。CsmA对具有较大侧链的芳香α-酮酸供体底物（如IPA、OPBA和NPA）表现出偏好，而对脂肪族α-酮酸的耐受性较低。此外，CsmA还显示出对HPPA作为受体底物的最高偏好。通过与多种芳香α-酮酸的反应，CsmA产生了23个新的异偶联产物和7个同偶联产物。这些发现不仅揭示了CsmA的底物选择性和催化立体选择性，还为利用HKASs进行天然产物合成提供了新的工具。

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