蒽環類抗生素（Anthracyclines）是一種具有重要抗增殖生物活性（antiproliferative）的微生物天然產物，因此在抗癌化療等領域受到廣泛的應用。幾種蒽環類藥物（比如諾卡拉霉素和kosinostatin）的分子含有1-羥基，通常是以雙組分的單加氧酶催化反應合成得到的。
有鑒于此，芬蘭圖爾庫大學Mikko Mets?-Ketel?等報道1-羥基化反應過程的結構和機理。
本文要點（1）
作者展示NADPH依賴性還原酶SwaQ2與阿霉素形成復合物的晶體結構，并且說明反應是通過醌還原反應開始的。被還原的蒽環可能與分子氧反應，形成類似于黃素酶催化過程的過氧化物中間體。
（2）
表征了諾格霉素生物合成的聚酮環化酶（如SnoaL2）與底物和產物復合形成的結構，發現一種新型的催化四元體（catalytic tetrad），形成的四元體能夠穩定還原的反應中間體，并且引導反應生成1-羥基化產物。
此外，我們給出了幾種未知的蒽環類1-羥基化酶的結構表征，它們顯示出不同的底物兼容性。通過kosinostatin過程的聚酮環化酶（KstA15）的類似結構使得通過蛋白質工程化結構策略擴展酶的底物特異性，從而能夠實現對糖基化蒽環類化合物兼容。
這項研究深入研究了雙組分的羥基化還原酶如何催化單氧化催化反應，說明其能夠規避對有機輔酶的需求進行催化氧化的機制是如何實現的。
參考文獻
Benjamin Nji Wandi, Pedro Dinis, Vilja Siitonen, Gunter Schneider, Robert Schnell*, and Mikko Mets?-Ketel?*, Mechanism of Two-Component Mono-Oxygenases Involved in Anthracycline 1-Hydroxylation, ACS Catal. 2024, 14, 12359-12371
DOI: 10.1021/acscatal.4c02623
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c02623
