細胞色素P450酶(cytochrome P450 enzymes)是一類亞鐵血紅素—硫醇鹽(heme-thiolate)蛋白超家族， 因其還原態與一氧化碳結合後在450nm處的特徵吸收峰而得名。 P450酶廣泛存在於動植物和微生物體內， 具有底物多樣性和催化反應類型多樣性的特點， 在天然產物生物合成過程中扮演著重要角色， 素有“多才多藝的舞者”之稱。
近年來， 中國科學院青島生物能源與過程研究所李盛英團隊在P450酶的生化功能、催化機制及蛋白結構等方面開展了系列研究， 相關成果發表在Nat. Chem. (2011), J. Am. Chem. Soc. (2011, 2014), Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. (2009, 2017), Chem. Biol. (2008), Biotechnol. Biofuels (2014, 2015), Sci. Rep. (2017), J. Biol. Chem. (2006, 2009, 2012, 2016), Appl. Environ. Microbiol (2015)等， 受到了國內外同行的關注。 近日， 研究成果以Expansion of chemical space for natural products by uncommon P450 reactions為題發表在Natural Product Reports上， 對上述成果及近期文獻報導中的“非常規”P450反應進行了回顧和展望。
論文闡釋了天然產物生物合成以及P450酶在此過程中發揮的重要作用， 概述了經典的P450催化機理， 並簡述了天然產物生物合成過程中P450催化的“常規”反應類型（羥化、環氧化反應）。 文章對“非常規”P450反應進行了詳細綜述， 該部分內容通過引述近年來發現的P450酶反應相關的“新化學”（New chemistry）、“骨架構建”（Skeleton construction）及“結構重塑”（Structure re-shaping）中的經典案例， 以獨特的反應機理為視角， 對“非常規”P450反應在拓展天然產物骨架及結構多樣性中發揮的作用進行了分類、歸納和總結。 李盛英團隊發現P450酶能夠通過與其它非還原伴侶的協力廠商蛋白相互作用而產生新的反應活性， 文章對這些新發現首次進行了系統綜述。 論文總結了天然產物生物合成過程中“非常規”P450酶的催化邏輯，
Natural Product Reports2017年第9期的封面圖片中， 李盛英團隊選用“孫悟空”卡通形象及其“七十二變”技能， 比擬了P450酶在拓展天然產物結構多樣性中發揮的多變作用。 封面圖片對“孫悟空”卡通形象的使用與修改得到了上海美術電影製片廠的官方授權。
綜述文章及相關系列研究得到了國家自然科學基金委員會“優秀青年基金”、山東省自然科學基金“傑出青年基金”、中科院前沿重點研究計畫項目以及研究所“一三五”重點培育方向專案的資助。
Natural Product Reports 2017年第9期的封面圖片