细胞色素P450酶(cytochrome P450 enzymes)是一类亚铁血红素—硫醇盐(heme-thiolate)蛋白超家族，因其还原态与一氧化碳结合后在450nm处的特征吸收峰而得名。P450酶广泛存在于动植物和微生物体内，具有底物多样性和催化反应类型多样性的特点，在天然产物生物合成过程中扮演着重要角色，素有“多才多艺的舞者”之称。
近年来，中国科学院青岛生物能源与过程研究所李盛英团队在P450酶的生化功能、催化机制及蛋白结构等方面开展了系列研究，相关成果发表在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，受到了国内外同行的关注。近日，研究成果以Expansion of chemical space for natural products by uncommon P450 reactions为题发表在Natural Product Reports上，对上述成果及近期文献报道中的“非常规”P450反应进行了回顾和展望。
论文阐释了天然产物生物合成以及P450酶在此过程中发挥的重要作用，概述了经典的P450催化机理，并简述了天然产物生物合成过程中P450催化的“常规”反应类型（羟化、环氧化反应）。文章对“非常规”P450反应进行了详细综述，该部分内容通过引述近年来发现的P450酶反应相关的“新化学”（New chemistry）、“骨架构建”（Skeleton construction）及“结构重塑”（Structure re-shaping）中的经典案例，以独特的反应机理为视角，对“非常规”P450反应在拓展天然产物骨架及结构多样性中发挥的作用进行了分类、归纳和总结。李盛英团队发现P450酶能够通过与其它非还原伴侣的第三方蛋白相互作用而产生新的反应活性，文章对这些新发现首次进行了系统综述。论文总结了天然产物生物合成过程中“非常规”P450酶的催化逻辑，并对“非常规”P450反应的未来研究方向和前景进行了展望。
Natural Product Reports2017年第9期的封面图片中，李盛英团队选用“孙悟空”卡通形象及其“七十二变”技能，比拟了P450酶在拓展天然产物结构多样性中发挥的多变作用。封面图片对“孙悟空”卡通形象的使用与修改得到了上海美术电影制片厂的官方授权。
综述文章及相关系列研究得到了国家自然科学基金委员会“优秀青年基金”、山东省自然科学基金“杰出青年基金”、中科院前沿重点研究计划项目以及研究所“一三五”重点培育方向项目的资助。
Natural Product Reports 2017年第9期的封面图片
