結構生物化學/碳-磷鍵
< 結構生物化學
膦酸和次膦酸類似於磷酸酯和酸酐，但它們具有 C-P-C 鍵而不是碳氧鍵。它們很穩定，可以耐受苛刻的化學處理。
第一個天然產生的膦酸化合物是 2-氨基乙基膦酸 (AEP)。AEP 存在於膦脂中。膦脂存在於許多原生動物、植物、細菌甚至人類中。人們發現它們是透過攝取形成的，而不是由身體制造的。這些膦脂具有脂肪酸鏈和不同的膦酸頭基。研究表明，膦酸可以影響代謝，但其作用和原因尚不清楚。從磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 合成 AEP 是已知最短的產生天然膦酸的途徑。該途徑只需要三種酶：PEP 變位酶、膦酸丙酮酸脫羧酶和 AEP 轉氨酶。
磷黴素又稱：（1R，2S）-環氧丙基膦酸。它用於治療急性膀胱炎（泌尿道感染）和胃腸道感染。它對耐甲氧西林-萬古黴素的細菌具有活性。磷黴素透過抑制必要的酶的活化發揮作用，UDP-N-乙醯氨基葡萄糖-3-O-烯醇丙酮醯基轉移酶 (MurA) 是催化細胞壁合成的第一步所需的酶。這是透過活性位點半胱氨酸的烷基化實現的。
要點
• 膦酸和次膦酸與酶底物中的磷酸酯或酸酐或羧酸基團具有相似的功能。
• 該領域對磷黴素、磷酸氨基酸和 FR900098 生物合成中涉及的反應進行了深入研究。
• 磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 變位酶催化所有天然存在的膦酸中 C-P 鍵的形成步驟。因此，PEPM 的簡併引物可用於發現新的膦酸編碼基因簇，進而發現新的天然產物。
• 鑑於膦酸和次膦酸目前在醫藥和農業中的商業用途，發現新的天然化合物（超過目前已知的 20 種結構）可能會為人類使用提供一個重要的未開發的新產品來源。
Metcalf，William W. 和 Wilfred A. Van Der Donk。“膦酸和次膦酸天然產物的生物合成”。《生物化學年度評論》78.1 (2009)：65-94。