ACS Catalysis | 改造苯乙烯单加氧酶立体互补合成呋喃/吡喃并吲哚啉

背景：呋喃并吲哚啉和吡喃并吲哚啉是许多活性天然产物（如(-)-毒扁豆碱、Madindoline A和Villalstonine）的核心骨架，其高效、立体选择性合成是药物化学领域的研究热点。研究目的：本研究旨在通过酶工程改造苯乙烯单加氧酶，开发一种新颖的生物催化方法，用于吲哚-3-醇的不对称氧化去芳构化反应，以实现手性呋喃/吡喃并吲哚啉的立体互补合成。结论：研究团队从32种天然苯乙烯单加氧酶中筛选出源自假单胞菌LQ26的PsStyA，并通过定点饱和突变对其V48、Y73和V184位点进行改造，构建了多个高效突变体。其中，三重突变体M21 (V48N/Y73F/V184A)的催化效率较野生型提高了约30倍，kcat值达到0.15 s⁻¹。分子动力学模拟显示，突变体通过优化酶与底物的催化距离提升了活性。该突变体库能够高效转化多种取代色氨醇，并以74%的产率和99%的ee值实现了克级规模制备。此外，研究还将该策略成功拓展至吲哚-3-基丙醇的转化，合成了具有互补构型的吡喃并吲哚啉。研究为相关复杂生物碱的全合成提供了高效、绿色的新路径。