Page 18 - 《中国药科大学学报》2026年第2期

学报
144 Journal of China Pharmaceutical University 2026, 57(2): 144 − 154

链霉菌细胞色素 P450 酶的功能及改造和应用

尹莹莹，陈依军 *

（中国药科大学生命科学与技术学院, 南京 211198）

摘 要 细胞色素 P450 酶是一类广泛分布于生物界的血红素蛋白酶，其底物谱广，催化反应类型丰富，对底物的区域和立体
选择性强且催化条件温和，是优良的生物催化剂，具有较好的应用前景。链霉菌作为生产天然产物的主要来源之一，其基因
组含有丰富的 P450 酶基因和天然产物生物合成基因簇，是产生活性小分子化合物的宝库。本文概述了链霉菌来源的
P450 酶在天然产物生物合成中参与的催化反应，总结了针对 P450 酶实际应用问题的改造策略，为深入研究 P450 酶及其应
用提供参考和借鉴。
关键词 细胞色素 P450 酶；链霉菌；天然产物；生物合成；工业化应用
中图分类号 Q814;TQ426.97 文献标志码 A 文章编号 1000−5048(2026)02−0144−11
doi：10.11665/j.issn.1000−5048.2025122502

引用本文 尹莹莹，陈依军. 链霉菌细胞色素 P450 酶的功能及改造和应用 [J]. 中国药科大学学报，2026，57（2）：144-154.

Cite this article as: YIN Yingying, CHEN Yijun. Cytochrome P450 enzymes from Streptomyces: functions and engineering approaches for
applications[J]. J China Pharm Univ, 2026, 57(2): 144-154.

Cytochrome P450 enzymes from Streptomyces: functions and engineering
approaches for applications

YIN Yingying, CHEN Yijun *
School of Life Sciences and Technology, China Pharmaceutical University, Nanjing 211198, China

Abstract Cytochrome P450 enzymes represent a class of heme-containing protease widely distributed across
the biological kingdom. Endowed with a broad substrate scope, diverse catalytic reaction profiles, high regio- and
stereoselectivity toward substrates, and mild catalytic conditions, these enzymes stand out as superior biocatalysts
with good potential of application. As one of the primary producers of natural products, Streptomyces harbors a
wealth of P450 enzymes and natural product biosynthetic gene clusters (BGCs) in its genome, making it a
versatile treasure trove for the generation of bioactive small-molecule compounds. This review summarizes the
catalytic reactions by Streptomyces-derived P450 enzymes in natural product biosynthesis and delineates the
engineering strategies for addressing the practical application challenges of P450 enzymes, aiming to provide
some reference and guidance for in-depth research on P450 enzymes and their applications.
Key words cytochrome P450 enzymes; Streptomyces; natural products; biosynthesis; industrial application

细胞色素 P450 酶 (cytochrome P450 enzymes， 具有重要价值。据统计，1981−2019 年间，FDA 批
CYP450s) 是一类亚铁血红素 (heme) 蛋白超家族， 准上市的药物中，天然产物及其衍生物占比约为
[2]
催化反应类型众多，底物谱广，被誉为“万能催化 46% 。相较于动植物，微生物具有生长周期短、易
剂”。P450 酶广泛参与天然产物的生物合成 ，负 于遗传操作和工程化放大等优势。其中，链霉菌
[1]
责天然产物的后修饰或骨架构成，使其成为完整的 (Streptomyces) 更因其基因组存在丰富的天然产物
活性分子。天然产物通常为动植物或微生物的次 生物合成基因簇 ，而成为获取药物分子的重要
[3]
级代谢产物，结构复杂，功能多样，在药物研发领域 来源。本文介绍了 P450 酶的基本特征，概述了

收稿日期 2025-12-25 * 通信作者 E-mail：yjchen@cpu.edu.cn