耐藥菌通過滅活酶修飾氨基糖苷類抗生素的羟基是臨床常見的耐藥機制，而脫氧是消除耐藥酶修飾位點從而避免耐藥失活的主要方式。脫氧結構存在于慶大黴素等少數幾種天然氨基糖苷類抗生素中，由于這一結構能夠顯著提高對耐藥菌的活性，因此被半合成氨基糖苷類抗生素所使用。但由于糖生物合成的複雜性，氨基糖苷類抗生素中雙脫氧的合成過程至今仍然沒有闡明。

在這裡，我們報告說，雙功能酶GenB4通過還原和轉氨活性催化慶大黴素3'，4'-雙脫氧的最後一步。 研究者通過在原始菌株中基因敲除genB4，敲除菌株産物積聚在6'-脫氨基-6'-oxoverdamicin，verdamicin C2a和其差向異構體verdamicin C2。在棘孢棘孢菌ΔgenK（genK阻斷菌株）中敲除genB4，其産物積聚在sisomicin和6'-N-甲基sisomicin（G-52）。基因敲除後所有菌株均不産生慶大黴素C組分，而産物均為4'，5'含雙鍵産物。在體外酶催化反應實驗中，GenB4分别将sisomicin轉化為慶大黴素C1a，将verdamicin C2a及其差向異構體verdamicin C2轉化為慶大黴素C2a和慶大黴素C2，同時還發現GenB4具有6'轉氨酶活性。體内和體外實驗結果說明GenB4同時具有轉氨活性和獨特的4'，5'雙鍵還原活性，是慶大黴素3'，4'-雙脫氧生物合成中的最後一步反應。三種新的中間代謝産物的發現可以補充和完善慶大黴素生物合成途徑，并為徹底闡明雙脫氧機理和利用酶生物合成新的雙脫氧糖苷奠定基礎。

Xiaotang Chen, Hui Zhang, Shaotong Zhou, Mingjun Bi, Shizhou Qi, Huiyuan Gao, Xianpu Ni*, Huanzhang Xia*. The Bifunctional Enzyme, GenB4, Catalyzes the Last Step of Gentamicin 3’,4’-Di-Deoxygenation via Reduction and Transamination Activities. Microbial Cell Factories. 2020, 19:62. DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-020-01317-0