植物碳酸酐酶样酶在神经活性生物碱生物合成中的作用

植物合成许多模拟动物神经递质的生物碱。生物碱结构的多样性是通过构建和修饰独特的碳骨架实现的，然而许多神经活性生物碱属于一类尚未知生物合成途径或酶催化剂的骨架类型。通过研究产生神经活性石松碱的植物中高度协调的组织特异性基因表达，我们发现了生物碱生物合成中一个意想不到的酶类：新功能化的α-碳酸酐酶。我们证明了三种CAH样蛋白通过催化立体特异性曼尼希样缩合和随后的双环骨架生成，在石松碱关键前体的生物合成途径中是必需的。此外，我们描述了一系列骨架修饰步骤，这些步骤产生了石杉碱甲优化的乙酰胆碱酯酶抑制活性。我们的研究结果表明CAH样酶在特殊代谢中可能具有更广泛的作用，并展示了连续的骨架修饰如何驱动针对神经蛋白靶点的效力。