8月18日消息，《自然·化学》（Nature Chemistry）8月18日在线发表加州大学伯克利分校Isaac Donnell等人与合作者（劳伦斯伯克利国家实验室、联合生物能源研究所）的研究，首次系统展示了活细胞内的氮宾（nitrene）转移反应用于非天然生物合成。

合成生物学已能以廉价可持续原料生产天然与非天然产物，但可及产物的范围很大程度上局限于自然界已有化学反应的产物空间。进化酶虽能催化非天然底物或自然界不存在的反应，但往往需要向纯化酶或静息细胞添加合成试剂。

该研究证明：活细胞内产生的代谢中间体可以直接参与分子间氮宾转移。具体路径是——细胞内生物合成N-乙酰氧基苯胺类化合物，由细胞色素P450催化从中生成并转移N-芳基氮宾中间体，最终从简单碳源出发合成氨基醇、二胺、二芳胺与氨烷基芳烃等产物。这些氨基类子结构是药物分子中最常见的官能团片段之一。

氮宾是氮的单线态或三线态活性中间体，在有机合成中可实现C-H键胺化等高价值转化，但活细胞内利用氮宾的先例几乎空白——其高反应性通常被认为会非特异性攻击生物分子。该工作通过让氮宾的前体本身就是胞内代谢物、并由P450在时空上受控地释放，绕开了这一障碍。

对合成生物学而言，这相当于给细胞工厂新增了一类非生物的反应类型：氨基醇与二胺等片段此前主要依赖化学催化合成，现在可从糖类等原料经发酵路线直接获得，为"生物+化学"杂合合成路线生产含氮药物中间体打开了新空间。 （来源：Nature Chemistry）