色氨酸2,3-双加氧酶定向进化实现色氨酸单加氧环化反应

来源：X一MOL资讯

3a-羟基六氢吡咯[2,3-b]吲哚-2-羧酸（3a-hydroxyhexahydropyrrolo[2,3-b]indole-2-carboxylic acid，简称HPIC）及衍生物是许多生物碱和多肽类天然产物的分子骨架，这些化合物具有强大的结构多样性和抗菌、抗癌等生物活性。由色氨酸衍生物构建HPIC已被成为有机化学合成领域研究的热点。包括Danishefsky在内的有机合成家对这一领域做出了指导性的贡献，但存在繁琐的保护基操作或立体选择性差等问题。

在降解色氨酸的代谢通路中，色氨酸2,3双加氧酶xcTDO（Tryptophan 2,3-dioxygenase from Xanthomonas campestris）除了生成双加氧的主产物N'-甲酰基犬尿氨酸（N'-formylkynurenine，NFK），还能够生成极微量的单加氧的HPIC副产物。经过对这一反应机理的分析，扬州大学的王喜庆课题组和斯坦福大学的白文举博士合作以蛋白质结构为指导，定向进化改造了xcTDO，获得的xcTDO突变体能够大量生成HPIC，实现了将色氨酸双加氧酶向单加氧酶的转化。

改造后的xcTDO可以利用不带有保护基的色氨酸、5-氯色氨酸和6-氯色氨酸作为底物，一步合成相应的HPIC产物。该反应具有优异的立体选择性，反应和纯化过程不使用任何有机溶剂，反应条件温和、在室温下进行、低能耗等特点，为含有HPIC骨架的天然产物及衍生物的绿色、可持续合成提供了一个有效的方法。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，王喜庆课题组的硕士研究生魏研欣、陆晨为该论文的共同第一作者，王喜庆、白文举为共同通讯作者，扬州大学为第一完成单位。