FgaPT2酶催化合成C-4异戊烯基化吲哚二酮哌嗪和定向诱变增强收率

作者：张弘弛; 刘瑞^*; 高志慧; 李慧; 杨阳

来源：精细化工, 2022, 39(03): 633-643.

DOI：10.13550/j.jxhg.20210862

• 吲哚二酮哌嗪
• 异戊二烯色氨酸合成酶
• 生物活性
• 定向诱变
• 精细化工中间体

在二甲基烯丙基二磷酸存在下，通过FgaPT2酶催化合成了一系列C-4异戊烯基化吲哚二酮哌嗪，测试了其生物活性，对生物活性最高的产物，探讨了通过定点诱变提高酶合成的可行性。结果表明，FgaPT2酶催化合成了7个C-4异戊烯基化吲哚二酮哌嗪，FgaPT2对底物具有一定的选择性，环-L-色氨酸-L-酪氨酸(Ⅰe)异戊烯基化催化效果最好，产物环-L-4-二甲基烯丙基-色氨酸-L-酪氨酸(Ⅱe)收率达36.1%。C-4异戊烯基化显著提高了吲哚二酮哌嗪的生物活性，尤其是环-L-4-二甲基烯丙基-色氨酸-L-色氨酸(Ⅱf)对A549和MCF-7细胞达到50%抑制效果时抑制剂的浓度(IC50值)分别为54.6和30.7μmol/L，对测试细菌和真菌的最低抑制浓度(MIC值)在0.5～4 mg/L,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除活性的IC50值为98μmol/L。Arg-244的定点诱变表明，在19个突变体中，52.6%的FgaPT2突变体提高了Ⅱf收率，动力学参数验证了环-L-色氨酸-L-色氨酸(Ⅰf)与突变FgaPT2之间的相互作用，可以提高Ⅱf收率，其中R244M对Ⅰf的亲和力最高，Michaelis-Menten常数(KM)为0.14 mmol/L，转化数(kcat)为0.0647 1/s,kcat/KM为462.14 L/(s·mmol)，产物收率最高，为36.9%±1.2%。

• 单位
  生命科学学院; 山西大同大学