拜罗伊特大学研究人员报告称，他们已解析潜在抗癌天然产物福斯曲霉素（Fosfomycin）的生物合成机制中的关键步骤。该研究由有机化学IV研究组负责人Frank Hahn教授团队完成，相关成果已发表于《自然通讯》。研究团队表示，这些发现从长期看有望为提高该化合物的生产效率以及改善产量与纯度提供基础。

福斯曲霉素是一种由细菌产生的天然产物。研究人员介绍，癌细胞的一个典型特征是细胞分裂失控，因此不少抗癌药物的策略是抑制细胞分裂能力，例如通过阻断癌细胞生长和增殖所需的特定酶。福斯曲霉素被认为具有潜在应用前景，其作用机制之一是通过干扰信号通路诱导癌细胞死亡。不过，早期围绕该化合物的临床试验曾因难以获得足够的产量和纯度而终止；同时，其不稳定性及部分结构特征也增加了药物开发难度。

研究团队此次工作的重点聚焦于“药效团”——分子中主要决定药理活性的结构组成与性质。Hahn表示，团队首次在实验室中制备出构建福斯曲霉素药效团所必需的多种酶，并在细胞外的受控条件下对这些酶进行单独研究。

研究人员进一步证明，当这些酶被置于同一反应体系中时，能够协同完成药效团的形成。Hahn指出，这一结果对合成技术具有意义：在经济与环保因素驱动下，业界越来越关注以更少投入生产复杂分子，而酶促合成在这一方向上显示出潜力。

该研究还揭示了一项此前未知的酶促活性：在药效团形成过程中，一种硫酯酶可执行两个关键步骤——转移丙二酸并形成环状结构。研究人员称，此前并不清楚单一酶能够同时完成这两项功能。随后，一种新发现的去丙二酰酶切除丙二酸，生成可与癌细胞靶蛋白相互作用的药效团部分。研究指出，药效团的形成依赖硫酯酶、去丙二酰酶与激酶之间的精细协作，其中激酶将特征性的磷酸酯引入药效团。

Hahn表示，这种协作有助于优化生物活性终产物的形成。他以“漏水的花园水管”作比喻称，若缺乏三种酶的精确协调，细菌在合成福斯曲霉素时可能会生成无活性且不稳定的中间体，从而难以获得预期的生物活性分子。

研究团队表示，后续将把相关认识扩展至结构相近的天然产物生物合成，并利用已鉴定的生物合成酶开展定向的化学酶合成，以结合合成化学与生物技术的优势。