Pictet-Spengler（P-S）反應(yīng)是一個古老而又常新的縮合反應(yīng),至今仍是合成β-咔啉和異喹啉類生物堿相關(guān)衍生物最為有效的方法。P-S酶是指催化P-S反應(yīng)的酶的總稱,它能催化產(chǎn)生高立體化學(xué)純度的產(chǎn)物。由酶催化的P-S反應(yīng)在自然界中很少,至今只有少數(shù)幾種酶得到純化和鑒定�；诖�,本文從已經(jīng)鑒定功能的P-S酶McbB出發(fā),通過生物信息學(xué)分析結(jié)合體外生化反應(yīng)發(fā)現(xiàn)和鑒定了一個新的P-S酶NscbB,并對其酶學(xué)性質(zhì)進行了初步研究,結(jié)果如下:（1）Nocardiopsis synnemataformans中的黃瓜堿合酶（WP₀17567978.1）與McbB在氨基酸序列上具有較高的一致性（65%）,兩者對應(yīng)的基因簇組織排布和基因功能注釋類似。其次,兩者在蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)上也比較相近。因此,該黃瓜堿合酶可能是一個新的能夠產(chǎn)生β-咔啉骨架的P-S酶,命名為NscbB。（2）體外生化實驗證實,與McbB酶類似,NscbB酶能夠在體外催化L-Trp和丙酮醛產(chǎn)生1-�；�-3-羧基-β-咔啉（1）和1-�；�-β-咔啉（2）,該反應(yīng)不需要任何輔因子,最適反應(yīng)溫度區(qū)間為28℃-37℃,... 

【文章來源】：淮北師范大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(R)-SAL合酶的催化反應(yīng)式

Pictet-Spengler酶的發(fā)掘和催化機制的初步研究4能預(yù)防PD的物質(zhì)，而1-MeTIQ合酶可能在先天性PD致病機理中起到非常重要的作用。1-MeTIQ合酶的催化反應(yīng)式見下圖1-2。圖1-21-MeTIQ合酶的催化反應(yīng)式Fig.1-2Enzymaticsynthesispathwayof1-MeTIQcatalyzedby1-MeTIQsynthase.3.2植物來源的Pictet-Spengler酶目前從植物中已經(jīng)鑒定的P-S酶包括三類：異胡豆苷合酶(strictosidinesynthase，STR)[23-33]、去甲烏藥堿合酶(norcoclaurinesynthase，NCS)[24,34-58]和deacetylipecoside合酶[59,60]，前兩種酶因研究較多，已被分離純化并獲得氨基酸序列。研究顯示，這兩種酶之間不存在序列同源性，推測它們可能通過趨同進化從不同祖先進化而來。目前尚未獲得第三種酶的氨基酸序列。這三種酶都是植物生物堿合成代謝途徑中的關(guān)鍵酶，其合成生物堿的量占總生物堿的50%左右，它們能催化生成多種抗癌藥物中間體，具有重要醫(yī)學(xué)研究意義。3.2.1異胡豆苷合酶（STR）STR能夠催化色胺(tryptamine)和裂環(huán)馬錢子堿(secologanin)的P-S反應(yīng)形成3-α(S)-異胡豆苷（圖1-3），其產(chǎn)物是超過2000種植物來源萜類吲哚生物堿（monoterpeneindolealkaloids，MIA）共同的生物合成前體[23]。MIA家族成員活性多樣，臨床應(yīng)用廣泛，如抗感染藥物喹啉、抗腫瘤藥物喜樹堿以及抗心律失常藥物阿嗎靈等[24]。STR家族成員中被研究的較為透徹的酶是來自于Rauvolfiaserpentia的RsSTR、來自于Catharanthusroseus的CrSTR以及來自于Ophiorrhizapumila的OpSTR[23-26]。圖1-3STR1催化反應(yīng)式Fig.1-3EnzymaticsynthesispathwayofstrictosidinecatalyzedbySTR1.

Pictet-Spengler酶的發(fā)掘和催化機制的初步研究4能預(yù)防PD的物質(zhì)，而1-MeTIQ合酶可能在先天性PD致病機理中起到非常重要的作用。1-MeTIQ合酶的催化反應(yīng)式見下圖1-2。圖1-21-MeTIQ合酶的催化反應(yīng)式Fig.1-2Enzymaticsynthesispathwayof1-MeTIQcatalyzedby1-MeTIQsynthase.3.2植物來源的Pictet-Spengler酶目前從植物中已經(jīng)鑒定的P-S酶包括三類：異胡豆苷合酶(strictosidinesynthase，STR)[23-33]、去甲烏藥堿合酶(norcoclaurinesynthase，NCS)[24,34-58]和deacetylipecoside合酶[59,60]，前兩種酶因研究較多，已被分離純化并獲得氨基酸序列。研究顯示，這兩種酶之間不存在序列同源性，推測它們可能通過趨同進化從不同祖先進化而來。目前尚未獲得第三種酶的氨基酸序列。這三種酶都是植物生物堿合成代謝途徑中的關(guān)鍵酶，其合成生物堿的量占總生物堿的50%左右，它們能催化生成多種抗癌藥物中間體，具有重要醫(yī)學(xué)研究意義。3.2.1異胡豆苷合酶（STR）STR能夠催化色胺(tryptamine)和裂環(huán)馬錢子堿(secologanin)的P-S反應(yīng)形成3-α(S)-異胡豆苷（圖1-3），其產(chǎn)物是超過2000種植物來源萜類吲哚生物堿（monoterpeneindolealkaloids，MIA）共同的生物合成前體[23]。MIA家族成員活性多樣，臨床應(yīng)用廣泛，如抗感染藥物喹啉、抗腫瘤藥物喜樹堿以及抗心律失常藥物阿嗎靈等[24]。STR家族成員中被研究的較為透徹的酶是來自于Rauvolfiaserpentia的RsSTR、來自于Catharanthusroseus的CrSTR以及來自于Ophiorrhizapumila的OpSTR[23-26]。圖1-3STR1催化反應(yīng)式Fig.1-3EnzymaticsynthesispathwayofstrictosidinecatalyzedbySTR1.


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