摘译自：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b04836
摘要：近日，加州理工学院Andrew R. Buller和Frances H. Arnold团队发表在J. Am. Chem. Soc.的一项研究，首次解决了β-碳位的一步催化问题，可以高效实现β-支链氨基酸的制备。
β-支链氨基酸，即是在氨基酸的β碳位发生某些取代后形成的氨基酸衍生物，虽不是构成蛋白质的氨基酸，但在许多天然产物的合成中是非常重要的构件分子。其中，β-甲基色氨酸（β-MeTrp, (2S,3S)-β-methyltryptophan），一种高价值分子，是合成海洋霉素（maremycin）和抗肿瘤抗生素链黑菌素(streptonigrin )的中间产物。化学合成β-MeTrp的路线比较复杂，虽然其可经生物法合成，但之前报道色氨酸做底物，SAM做甲基供体，需经3种酶4步反应，已有方法均无法实现大规模制备。
β-MeTrp的4步合成路线（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 12951 –1295）
根据反应机理，可以使用吲哚和苏氨酸做底物，经一步反应可以生成β-MeTrp。在自然界中，该反应可以通过色氨酸合酶(TrpS)中的β-亚基(TrpB)催化完成, 但是该酶只可以催化发生痕量水平的反应，如果催化效率足够，将使β-MeTrp的制备反应可由4步变1步，将大大简化合成路线。
近日，加州理工学院Andrew R. Buller和Frances H. Arnold团队发表在J. Am. Chem. Soc.的一项研究，解决了β-碳位的一步催化取代问题，可以高效实现β-支链氨基酸的制备。
在之前的工作中，该团队通过对嗜热古菌Pyrococcus furiosus 来源的PfTrpB进行定向进化，获得了一个突变体Pf TrpB0B2，可以单体蛋白形式发挥高效催化活性。
以此突变体为出发，经多代定向进化和高通量筛选，转换数有10倍左右的提高，且最后获得一个突变体PfTrpB2B9，催化生产能力有至少6000倍的提高，同时，该突变体在大肠杆菌中的可溶性表达大幅提高。
20mM的吲哚和苏氨酸底物，TrpB大肠杆菌粗酶液75℃催化90min，β-MeTrp的产量。
突变体有着较大的底物范围，催化产β-MeTrp相似物的转换数（括号中数据为转化数，TTN）
