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我院王喜庆课题组在色氨酸2,3-双加氧酶定向进化实现色氨酸单加氧化反应取得进展

近日,我院王喜庆课题组、美国斯坦福大学白文举博士以及我院李求春副教授共同合作在国际权威化学期刊Angewandte Chemie International Edition》(IF=12.3发表了题为Directed Evolution of a Tryptophan 2,3-Dioxygenase for the Diastereoselective Monooxygenation of Tryptophans 的研究论文Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 3043 –3047。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。

三元环的3a-羟基六氢吡咯[2,3-b]吲哚-2-羧酸(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,但存在繁琐的保护基操作、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除了生成双加氧的主产物N’-甲酰基犬尿氨酸(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,该研究团队设计了对xcTDO的定向进化使其大量生成HPIC的新思路,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。该反应具有优秀立体选择性,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。 

王喜庆课题组的研究受到国家自然科学基金、江苏省双创人才计划、以及扬州大学高端人才支持计划的资助。


  

 

 

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