来自植物的天然产物具有骨架特异、后修饰多样的特征，为其发挥各类活性提供了化学空间。在植物中，结构多样性由生物合成酶在骨架上连接不同的砌块而形成。苯乙醇苷是重要的药源分子，也是典型的“砌块组装”式天然产物，具有丰富的结构多样性，组合生物合成是解决其来源问题的理想方法。但是，苯乙醇苷的生物合成途径尚未完全阐明。

近日，北京大学叶敏/乔雪研究团队发现了植物中新颖的苯乙醇苷6’-O-糖基转移酶，揭示了苯乙醇苷的生物合成网络途径，利用多酶一锅法级联反应体系实现了多种植物苯乙醇苷的组合生物合成。

该研究以富含苯乙醇苷的中药连翘和大叶紫珠为材料，挖掘苯乙醇苷的生物合成关键酶，包括4个功能新颖的苯乙醇苷6’-O-糖基转移酶和3个底物谱广泛的多酚氧化酶。揭示了这类成分可能的生物合成复杂网络途径，与此前报道的线性途径不同。

通过序列比对和晶体结构分析，发现#144位点是影响糖基转移酶供体选择性的共性氨基酸残基，基于此位点实现了系列苯乙醇苷糖基转移酶FsGT61、CmGT3、FsGT6的糖供体选择性改造，获得了一系列高效专一的催化元件。

将获得的酶和突变体应用于苯乙醇苷的合成，建立多酶一锅法级联反应体系。通过投入不同酶和砌块，可实现26个苯乙醇苷的组合合成，转化率为5-100%，理论产率1.0-63.3 μg/mL。还可生成20种微量苯乙醇苷。此外，通过活性筛选，发现糖基化和羟基化明显提升苯乙醇苷的保肝活性。

该工作利用多酶一锅法级联反应体系实现了多种植物苯乙醇苷的组合生物合成，体现了组合合成对重现和创造天然产物结构多样性的潜力，为苯乙醇苷类化合物的生物制造和药理活性深入研究奠定了良好基础。