JACS发表Maremycins生物合成研究方面的重要进展

我们团队林双君教授课题小组在化学领域的顶级期刊《The Journal of American Chemistry Society》在线发表了氧吲哚类天然产物Maremycins生物合成方面的重要研究进展《Characterization of 2-Oxindole Forming Heme Enzyme MarE, Expanding the Functional Diversity of the Tryptophan Dioxygenase Superfamily(DOI: 10.1021/jacs.7b05517)。该论文报道了一个特殊的色氨酸2, 3-双加氧酶同源蛋白MarE,通过独特的2, 3-氢负离子迁移机制催化形成了2-氧吲哚结构,而不是形成经典的吲哚双加氧开环结构,该研究结果拓展了色氨酸2, 3-双加氧酶催化功能的多样性。论文的第一作者是林双君教授课题小组的博士生张玉阳。

2-氧吲哚结构作为一个重要的药效基团存在于多种天然产物中。近年来,药物筛选及化学合成方面对该结构投入了很大关注,众多含有2-氧吲哚结构的天然产物和化学合成品被用于活性筛选,其中一些已经成为上市药物或重要药物前体,如SunitinibPalladiaNITD609SM-130686SAR405838等。林双君教授课题小组长期以来关注氧吲哚类天然产物Maremycins的生物合成,并取得许多重要的研究进展(Angew Chem Int Ed Engl, 2013ACS catalysis, 2015; Sci China Chem, 2016),但该系列化合物中的2-氧吲哚结构的形成机制一直未获得明确阐释。在本研究中,研究者们通过系统的体内遗传学和体外生物化学实验,确证了色氨酸2, 3-双加氧酶编码蛋白MarE负责了2-氧吲哚结构的形成。并通过一系列同位素标记实验初步研究了该结构形成的化学机理;通过序列分析、进化分析、蛋白特征分析等手段证实了MarE代表一类特殊的血红素依赖的色氨酸2, 3-双加氧酶进化分支。该研究对于深入理解色氨酸2, 3-双加氧酶的催化机理具有重要意义。工作并发现MarE具有良好的底物宽泛性,将来通过结构改造优化酶催化效率,具有开发成为一种制造2-氧吲哚类化学品工具酶的潜力。

 

 

 

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