地球上几乎每一种动物的基因组中都含有一种编码独特的聚酮合酶（PKS），然而没有任何动物分支PKS具有生物化学特征，甚至这些普遍存在的酶的化学产物也只有少数情况下已知。最早被鉴定的动物基因组编码PKS基因是来自海胆的SpPks1。先前的基因敲除实验表明SpPks1参与海胆色素echinochrome的生物合成。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

近期，University of Utah的Eric W. Schmidt课题组表达并纯化了SpPks1，对其进行的生化实验证明，海胆蛋白SpPks1负责2-乙酰基-1,3,6,8-四羟基萘（ATHN）的合成。

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由于ATHN可能是棘皮动物色素的前体，该结果揭示了棘皮动物色素的生物合成途径，并改写了先前关于棘皮动物色素生物合成的假设。

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截短实验表明，与迄今为止表征的其他I型迭代PKS不同，SpPks1仅使用酮酰基合酶、酰基转移酶和酰基载体蛋白结构域产生萘核，表征了一类独特的动物非还原性芳香PKS（aPKSs）。KS结构域中的一系列氨基酸定义了该家族，可能对环化活性至关重要。

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系统发育分析表明，SpPks1及其同系物广泛存在于棘皮动物及其近亲橡子虫中，这加强了它们对棘皮动物生物学的根本重要性。虽然已知动物微生物群系会产生芳香聚酮，但这项工作提供了生物化学证据，表明动物本身也有古老的、收敛的、专门的碳环芳香聚酮生物合成途径。此外，SpPks1的生化分析开始定义无处不在的动物PKS家族及其广阔而未经探索的生物合成空间。

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参考文献：Sea Urchin Polyketide Synthase SpPks1 Produces the Naphthalene Precursor to Echinoderm Pigments

J. Am. Chem. Soc. doi: 10.1021/jacs.2c01416

原文作者：Feng Li, Zhenjian Lin, Joshua P. Torres, Eric A. Hill, Dehai Li, Craig A. Townsend, and Eric W. Schmidt*