结构生物化学/碳-磷键
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膦酸和次膦酸类似于磷酸酯和酸酐，但它们具有 C-P-C 键而不是碳氧键。它们很稳定，可以耐受苛刻的化学处理。
第一个天然产生的膦酸化合物是 2-氨基乙基膦酸 (AEP)。AEP 存在于膦脂中。膦脂存在于许多原生动物、植物、细菌甚至人类中。人们发现它们是通过摄取形成的，而不是由身体制造的。这些膦脂具有脂肪酸链和不同的膦酸头基。研究表明，膦酸可以影响代谢，但其作用和原因尚不清楚。从磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 合成 AEP 是已知最短的产生天然膦酸的途径。该途径只需要三种酶：PEP 变位酶、膦酸丙酮酸脱羧酶和 AEP 转氨酶。
磷霉素又称：（1R，2S）-环氧丙基膦酸。它用于治疗急性膀胱炎（泌尿道感染）和胃肠道感染。它对耐甲氧西林-万古霉素的细菌具有活性。磷霉素通过抑制必要的酶的活化发挥作用，UDP-N-乙酰氨基葡萄糖-3-O-烯醇丙酮酰基转移酶 (MurA) 是催化细胞壁合成的第一步所需的酶。这是通过活性位点半胱氨酸的烷基化实现的。
要点
• 膦酸和次膦酸与酶底物中的磷酸酯或酸酐或羧酸基团具有相似的功能。
• 该领域对磷霉素、磷酸氨基酸和 FR900098 生物合成中涉及的反应进行了深入研究。
• 磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 变位酶催化所有天然存在的膦酸中 C-P 键的形成步骤。因此，PEPM 的简并引物可用于发现新的膦酸编码基因簇，进而发现新的天然产物。
• 鉴于膦酸和次膦酸目前在医药和农业中的商业用途，发现新的天然化合物（超过目前已知的 20 种结构）可能会为人类使用提供一个重要的未开发的新产品来源。
Metcalf，William W. 和 Wilfred A. Van Der Donk。“膦酸和次膦酸天然产物的生物合成”。《生物化学年度评论》78.1 (2009)：65-94。