烯胺酮是一类重要的有机合成砌块，因含有胺-烯烃-羰基共轭体系而兼具亲核和亲电特性，并形成了具有高度反应活性的中心基团，现已作为关键的合成中间体被广泛地应用于药物分子，功能材料以及杂环化合物的合成当中。然而，目前已知的烯胺酮类结构多是通过合成手段获得，天然来源的烯胺酮类成分鲜有报道，对其生物合成途径更是知之甚少。

近日，新加坡南洋理工大学梁照珣课题组，在继报道了含有天然腙基的环肽结构Tasikamides A-C (J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 1622-1633) 之后，采用过表达转录调控因子的手段，从变异菌株中发现了另一类含有烯胺酮片段的脂环肽类成分Tasikamides I-K（Tsk I-K, 1-3）(图1)，并通过体外实验解释了烯胺酮的形成机制。

作者前期已经证实Tsk A-C 的生物合成途径是由两条生物合成通路（tsk 和 aha BGC）偶联而成，其中tsk BGC为NRPS负责环肽母核(Tsk)的形成，aha BGC负责亲脂性侧链(AHA)的合成。而作为连接基团的腙基片段，则是由三个基因（aha1,2,11）参与合成，其中Aha1/2可协同催化天冬氨酸形成亚硝酸为腙基的形成提供一分子的氮源供体；而Aha11则直接催化N-N键的形成，其重氮化产物可进一步与β-醛基酮前体（Tsk H）发生Japp−Klingemann 反应，最终完成腙基的构建以及整个分子的组装。

生物信息学分析表明aha BGC中含有两个转录调控基因（aha15,17），其中Aha15为SARP类调控因子，而Aha17为AraC/XylS家族调控因子。当过表达这两个调控基因后，作者发现变异菌株不再产生Tsk A-C，而是代谢了一系列的新产物 (Tsk I-K)。经MS和NMR鉴定发现Tsk I-K 的结构与Tsk A-C高度雷同，含有相同的环肽母核(Tsk)和亲酯性侧链(AHA)，不同之处仅在于连接基团由腙基变成了烯胺酮。一般来讲，烯胺酮类化合物根据其是否成环（或位于环内）可分为环状烯胺酮和非环状烯胺酮，而目前已报道的天然烯胺酮多为环状，非环状烯胺酮仅有十余个报道，原因可能是由于较之环状结构，非环状结构更趋于化学不稳定性，容易发生水解或者被酶降解。而Tsk I-K中的非环状烯胺酮片段之所以较为稳定，则归因于两侧的芳香基团及胺基的离域效应降低了烯胺酮的亲核/亲电活性。

相同环肽母核和亲脂性侧链的存在表明与Tsk A-C一样，Tsk I-K同样是由AHA和Tsk两条通路偶联而成。考虑到在合成化学当中，烯胺酮的形成多是通过1,3-二酮与氨类化合物缩合而成，作者推测Tsk I-K中烯胺酮的形成可能采用了类似的方式，如通过芳香胺AHA和β-醛基酮前体（Tsk H）之间的胺醛缩合反应。为了验证此设想，作者设计了不同的体外反应，最终发现在甲醇-水体系下，β-醛基酮前体Tsk H可以与AHA高效反应生成Tsk I (1), 同时检测到Tsk H可以与不同的芳香胺前体反应生成对应的烯胺酮衍生物，从而证实Tsk I-K中烯胺酮可能是经胞内的非酶催化的胺醛缩合反应而成。至此，作者实证了Tsk A-C 和 Tsk I-K 均为 AHA 和 Tsk两条通路的偶联产物，其中β-醛基酮前体Tsk H分别作为亲电试剂和亲核试剂参与了烯胺酮和腙基的形成。同时，qPCR实验表明，当过表达调控基因aha15-17后，基因aha11的表达水平被抑制，解释了为何变异菌株中代谢的主要产物为Tsk I-K 而不是 Tsk A-C.

综合上述，作者报道了一类新颖的含有烯胺酮片段的脂环肽类化合物Tsk I-K, 并证实烯胺酮是经芳香胺和β-醛基酮前体之间的非酶缩合反应而成，为相关天然烯胺酮的生物来源提供了参考。同时，强调了β-醛基酮的两性反应活性（亲核和亲电）以及其在驱动代谢通路发生不同偶联反应中的独特作用。