發(fā)布時(shí)間：2022-02-08 23:06

　　Pictet-Spengler（P-S）反應(yīng)通常是指β-芳基乙胺在酸性條件下與醛或者酮發(fā)生縮合后環(huán)化形成四氫異喹啉或β-咔啉類(lèi)生物堿結(jié)構(gòu)的一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。而催化這類(lèi)高度立體選擇性和區(qū)域選擇性反應(yīng)的酶稱為PictetSpenglerase （P-S酶）。P-S酶是一類(lèi)重要的活性產(chǎn)物生物合成催化酶,廣泛分布于嗎啡、那可丁、奎寧、小檗堿、阿嗎靈等臨床藥物以及一些先導(dǎo)化合物的生物合成途徑中,應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景廣闊。鑒于此,文中對(duì)P-S酶的發(fā)現(xiàn)、功能鑒定、生物學(xué)特性以及催化應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了歸納總結(jié),以期為P-S酶的后續(xù)發(fā)掘及系統(tǒng)研究提供良好的借鑒和參考。 

【文章來(lái)源】：生物工程學(xué)報(bào). 2020,36(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：16 頁(yè)

【部分圖文】：

Pictet-Spengler反應(yīng)機(jī)制示意圖[2]

綜上，推測(cè)McbB和NscbB的催化機(jī)制為(圖3)：在酶的作用下，Glu97作為活性中心催化草酰乙醛或丙酮醛與L-色氨酸經(jīng)過(guò)P-S縮合形成席夫堿中間體，繼而形成關(guān)鍵中間體26a;26a中的六元氮雜環(huán)經(jīng)兩重氧化反應(yīng)芳構(gòu)化形成26，或是六元氮雜環(huán)在脫羧和芳構(gòu)化后氧化形成化合物27[75,78]。3.5 StnK2

隨后，Ueda等將kslB在異源宿主S.avermitilis SUKA22中進(jìn)行表達(dá)，繼而分離得到了一個(gè)四氫β-咔啉類(lèi)化合物Kitasetalic acid (19)，而在培養(yǎng)基中添加L-色氨酸(18)時(shí)，能夠顯著提高Kitasetalic acid的產(chǎn)量[69-70],Kitasetalic acid能夠抑制多個(gè)腫瘤細(xì)胞系的葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)的表達(dá)，后續(xù)有可能作為與抗癌藥物共同治療的先導(dǎo)化合物進(jìn)行研究[69-70]。這間接證實(shí)KslB是一個(gè)P-S酶，可能催化L-色氨酸(18)和α-酮戊二酸(15)進(jìn)行縮合形成Kitasetalic acid，繼而作為Kitasetaline生物合成的中間體。隨后，Ueda等設(shè)計(jì)了不同基因組合的異源表達(dá)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)kslA、kslB和kslC三個(gè)基因便足以生物合成Kitasetaline和JBIR-133，而僅有kslA和kslB時(shí)只能夠形成JBIR-133，這說(shuō)明JBIR-133可能是形成Kitasetaline的中間體，而Kitasetalic acid可能是KslA的底物，后經(jīng)生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)KslA可以將Kitasetalic acid轉(zhuǎn)化成JBIR-133。Ueda等再經(jīng)過(guò)巧妙的文獻(xiàn)論證推測(cè)Kitasetaline的生物合成中可能涉及到放線硫醇介導(dǎo)的外源解毒體系，在Kitasetaline的野生宿主K.setae中確實(shí)存在相關(guān)的生物合成基因和放線硫醇解毒蛋白(MycothiolS-conjugate amidase,Mca)編碼基因mca[69-70]。鑒于此，在S.avermitilis SUKA22的野生型菌株和敲除了mca的突變株中分別導(dǎo)入ksl相關(guān)基因，質(zhì)譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，前者可以正常生產(chǎn)Kitasetaline，而后者則不能，但后者積累了Mycothiol-S-conjugated kitasetaline (圖2)。因此，作者推測(cè)，Mca可以水解Mycothiol-S-conjugated kitasetaline而生成Kitasetaline,mca是Kitasetaline生物合成必需的一個(gè)基因。最后通過(guò)前體介導(dǎo)的生物合成，喂養(yǎng)了5-氟-色氨酸和6-氟-色氨酸，分別得到了相應(yīng)位置被氟取代的Kitasetalic acid和JBIR-133，并測(cè)定了其生物學(xué)活性，間接證實(shí)KslB酶的底物譜寬泛[69-70]。3.3 能催化P-S反應(yīng)的非核糖體聚肽合成酶(Nonribosomal peptide synthetase,NRPS) SfmC


本文編號(hào)：3615922