奎宁（1）几个世纪以来一直被用作抗疟疾药物和苦味成分，是辛可纳生物碱的一员，辛可纳碱是一组结构多样的生物碱，主要由辛可纳植物产生。除了奎宁（1）外，奎宁立体异构体奎尼丁（2）通常被用作抗心律失常药物。非甲氧基化类似物，如辛可宁定（3）和辛可宁（4）也具有一定的药理学性质，此外，在合成化学中也可用作手性催化剂和添加剂。虽然已经报道了许多辛可纳生物碱的全合成，但这些化合物的生物合成途径在很大程度上仍不清楚。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

最近，Max Planck Institute for Chemical Ecology的Sarah E. O’Connor课题组发现奎宁和相关生物碱中的甲氧基被引入到起始底物色胺上。喂养实验表明，5-甲氧基色胺在植物中是奎宁生物合成的中间体。随后，该研究发现了负责编码氧化酶和甲基转移酶的基因，并利用这些基因重建了Nicotiana benthamiana中生物碱生物合成途径的早期步骤，以产生甲氧基化和非甲氧基化生物碱中间体的混合物。同时，这项研究还发现色胺和5-甲氧基色胺底物的共存，以及下游途径酶的底物混杂，使得甲氧基化和非甲氧基基化生物碱能够平行形成。

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原文标题：Biosynthetic Origin of the Methoxy Group in Quinine and Related Alkaloids

原文作者：Blaise Kimbadi Lombe, Tingan Zhou, Lorenzo Caputi, Kerstin Ploss, and Sarah E. O’Connor*

Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202418306