放线菌代谢产物结构不同、功能各异，如：吡咯并苯二氮卓类抗肿瘤化合物(pyrrolobenzodiazepines, PBDs)，林可酰胺类抗生素，群体感应分子hormaomycin和抗菌素griselimycin(Fig. 1A)。这些化合物的共同特征是在其结构中掺入了酪氨酸或I-亮氨酸衍生的4-烷基-I-脯氨酸衍生物(l-tyrosine- or l-leucine-derived 4-alkyl-l-proline derivatives, APDs)骨架。PBD代表了一类序列选择性DNA烷基化剂，能够与DNA小沟结合从而行使卓越的抗肿瘤活性，目前已有几种基于PBD的抗癌药物正在进行临床前/临床试验中评估。林可酰胺则通过结合50S核糖体亚基的肽转移酶位点来抑制细菌蛋白质合成。有文献报道：在PBD和林可酰胺类药物中，APD侧链对生物活性具有积极作用。

Figure 1. (A) Metabolites with an APD moiety (in red), for which BGCs  (B) are published and Apd6 proteins were characterized. The apd gene sub-clusters are colored (apd1-apd5 in blue,apd6 in red).

       除了griselimycin的BGC以外，PBD，lincosamides，hormaomycin的BGC中都包含一个5至6个基因的亚簇(Fig. 1B)，这些基因编码由Apd1-Apd6蛋白催化的L-酪氨酸衍生的APD生物合成途径。这些生合途径由将L-酪氨酸转化为二羧酸开始。先前鉴定化合物5是林可霉素生物合成的一个中间体，这暗示化合物5可能为林可霉素和PBDs生物合成中Apd6还原酶的底物。与PBD，lincosamides，hormaomycin不同，griselimycin的APD由L-亮氨酸衍生而来，该生物合成途径由三个基因编码(Scheme 1)。

研究人员将Apd6进行异源过表达，发现参与PBD和hormaomycin生物合成的Apd6(Pro15/SibT, HrmD)只能催化底物的环内亚胺双键，而lincomycin和部分griselimycin生物合成中的Apd6(LmbY, GriH)还可以还原惰性的环外双键。证明Apd6是F420H2依赖性还原酶，催化APD生物合成的最后一步(Fig. 2)。

Apd6催化的还原水平不同，导致APD的多样性，因此APD化合物中APD部分的形状也不同(Fig. 1A)。在大多数带有C3侧链的APD中(此处指PBD)，环外双键是形成共轭双键体系的必要前提。这些不饱和的APD部分使得分子形成略微扭曲的形状，从而完美地适合其靶标DNA的小沟(Fig. 3A)。相反，林可霉素APD的完全饱和烷基侧链对于有效干扰核糖体21的A位点中的t-RNA结合很重要(Fig. 3B)。

那么造成APD的多样性的潜在机制是什么？ 本文提出：在Por15，SibT，Lim12和HrmD的情况下，底物的攻击可能发生在C-5位置，而环外双键保持不变(Scheme 2A)。相比之下，LmbY必须催化两个氢化物转移以还原两个双键。随后研究人员以7a为底物测试了LmbY的催化能力，发现LmbY不能还原该化合物的双键。表明LmbY首先催化C-7处的氢转移形成12，导致C-5处的氢减少，从而生成完全饱和的产物6 (Scheme 2B)。