PNAS：解析芳基-O-脱甲基酶结构——深入探索酪氨酸依赖催化机制

去甲基化反应广泛存在于细胞代谢过程、遗传印记的能量产生和DNA修复等生物学过程，因而去甲基化酶的机制是非常多样化的。目前，只有大约1%去甲基化酶的结构被解析，不同的去甲基化酶的蛋白质折叠差异很大，这就很难辨别基于功能的结构基础和催化决定因素。而在有氧条件下芳香化合物的修饰和最终代谢中，芳基去甲基化是关键的第一步。

一些土壤和海洋细菌已经进化出复杂的代谢途径，能利用环境中的芳烃作为碳源。这些代谢途径中很多会产生香草精、3-O-倍酸甲酯、丁香等中间产物。这些复合物的去甲基化对下游产物的芳基修饰、开环以及随后的同化作用进三羧酸循环至关重要。少动鞘氨醇单胞菌能代谢木质素来源的芳香烃，之前的研究仅仅对其来源的四氢叶酸依赖的脱甲基酶LigM的系统有一些基本的了解。LigM催化的去甲基化能使单环芳香烃香草精和3-O-倍酸甲酯被进一步的修饰和开环。本研究表征了LigM催化的芳基氧去甲基化过程并解析了其1.81-Å晶体结构，揭示了一个独特的脱甲基酶折叠和典型叶酸结合结构域，这些机理有利于LigM作为芳基O-脱甲基酶的高效利用，从而更有效地利用合成生物学方法将未被充分利用的芳烃转化为高值化合物。

图1. LigM的1.81-Å晶体结构

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