创造校史！杭州师范大学郭瑞庭，重磅Nature！

由天然和半合成产物组成的十多种麦角生物碱被用于治疗各种疾病。

中心C环构成了麦角生物碱的核心药效源，它们在结构上与神经递质相似，从而能够调节神经递质受体。

血红素过氧化氢酶chanoclavine synthase（EasC）通过复杂的自由基氧化环化反应催化这个C环形成。

不同于催化H₂O₂歧化的典型过氧化氢酶，EasC及其同源物代表了一类更广泛的过氧化氢酶，它们的催化依赖于O₂的自由基反应。

2025年3月5日，杭州师范大学（这是该校首篇作为第一完成单位在Nature上发表的论文）郭瑞庭、中国科学院天津工业生物技术研究所高书山在国际顶级期刊Nature发表题为《Chanoclavine synthase operates by an NADPH-independent superoxide mechanism》的研究论文。

在本文中，作者通过冷冻电镜解析了EasC的结构，揭示了一个烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（还原型）（NADPH）结合区、一个所有血红素过氧化氢酶共有的血红素结合区，以及一个独特的同源二聚体结构，这是之前未观察到的。

底物prechanoclavine（PCC）出人意料地结合在NADPH结合区中，而不是之前推测的血红素结合区，这两个结合区通过一个细长的隧道相连。

与已建立的机制相反，EasC使用超氧阴离子，而不是更常用的瞬态血红素铁氧复合物（如化合物I、II和III），通过两个相距甚远的结合区的超氧阴离子介导的的协同催化来促进底物转化。

研究人员认为这种活性氧机制可能广泛存在于金属酶催化的反应中。

图1：EasC在药用麦角生物碱生物合成中的作用

图2：EasC_Cf与PCC复合物的结构

图3：探索EasC中铁(III)还原条件以生成化合物III

Chen, CC., Yu, ZP., Liu, Z. et al. Chanoclavine synthase operates by an NADPH-independent superoxide mechanism. Nature (2025).