泛酸又称为维他命B5，它广泛分布在各个生物体内；泛酸是辅酶CoA的结构成分。虽然泛酸在生物体内的合成通路非常清晰，但是其在生物体内的降解通路至今仍然模糊。泛酸的生物降解可以追述到上世纪五、六十年代，当时加州大学伯克利分校化学系的Esmond E. Snell教授从生物样本中(PseudomonasP-2)分离并化学表征了泛酸的降解酶,但由于当时技术所限，该酶的氨基酸序列未知。
本实验室在微生物新酶功能鉴定中偶然发现了需盐色盐杆菌(Chromohalobactersalexigens)体内的一个泛解酸-4-氧化酶(R-pantoate-4-dehydrogenase), 这个氧化酶有别于广泛报道的泛解酸-2-氧化酶(产物是酮酸)，它氧化的产物是醛酸。以该酶(基因)为起点，我们利用大型微生物新酶资源鉴定平台Enzyme Function Initiative(EFI)开发的“酶组学（Genomic enzymology）”策略顺利的从基因层面揭示泛酸在变形杆菌内(Proteobacteria)的代谢通路。在该降解通路中，泛酸先被一个酰胺酶水解成R-泛解酸和β-丙氨酸，随后R-泛解酸被两个氧化酶连续氧化4位羟基成3,3-二甲基苹果酸(3,3-dimethylmalate),最后在另外一个氧化脱羧酶作用下转化成alpha-羰基异戊酸(a-ketoisovalerate)，在生物体内，alpha-羰基异戊酸最终可以转化成缬氨酸(valine)或者是作为泛酸生物合成的起始原料。
从本研究结果可以看出，泛酸的降解基因并不成簇，它们以不同组合分散在各种变形杆菌染色体上，从而导致其代谢通路难以解析；同时，本研究也展示了“酶组学”策略在解析该类代谢通路的有效性。
原文刊载于【遇见生物合成】公众号
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