由日本理化学研究所环境资源科学研究中心天然物生合成研究单元的高桥俊二单元负责人、郑宇基础科学特别研究员、坂井克行特别研究员、静冈县立大学药学部的泷田良教授、大阪大学蛋白质研究所的栗栖源嗣教授、宫之入洋平副教授等人组成的合作研究团队发现，铁硫蛋白（FeS蛋白）在天然产物的生物合成过程中，能够作为路易斯酸催化剂促进[4+2]环加成反应（Diels-Alder反应）。该研究结果已发表在期刊《Nature Communications》上。
图 铁硫蛋白作为路易斯酸催化[4+2]环加成反应（供图：理化学研究所）
Diels-Alder反应是有机合成化学领域最重要的反应之一，在探索天然产物生物合成途径的研究中，催化这一反应的酶相继被发现。
该研究团队发现在放线菌次生代谢产物verticilactam（VTL）的生物合成过程中催化羟基化反应的细胞色素P450（VtlG）以及催化Diels-Alder反应的酶（VtlF）。此外，通过将生化实验与理论计算有效结合，研究人员还进一步明确了酶分子中的铁硫簇高效地促进了Diels-Alder反应。
在天然产物生物合成的过程中，天然酶使用路易斯酸催化剂进行Diels-Alder反应的研究报告本次尚属首例。这种拥有铁硫簇，并且作为电子传递体为人所知的蛋白质，有望成为设计多样化Diels-Alder反应的一个有前景的研究起点。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Communications
论文：Iron-sulphur protein catalysed [4+2] cycloadditions in natural product biosynthesis
DOI：10.1038/s41467-024-50142-1
