二酮哌嗪形成酶

非典型环化

用一个缩合样结构域实现二酮哌嗪的分子内乙烯酰胺环化，为含DKP天然产物的生物合成提供新的酶工具。

Mei, Qing · Shijuan, Wu · 罗明和 · Shunjia, Ji · Guo, Jiayi · Dong, Chuan · Sun, Guo · 王健 · 邓子新 · Yi-Lei, Zhao · 张郑宇 · 孙宇辉

Angewandte Chemie - International Edition 2025

技术优势

催化形成DKP

该酶通过分子内乙烯酰胺介导的亲核进攻实现环化，而非传统N端氨基，从而形成2,5-二酮哌嗪环。

残基决定活性

残基R2776通过静电相互作用稳定酰胺中间体，且该位点残基的碱性与酶活性呈正相关，为理性设计高活性酶提供指导。

应用场景

• 非核糖体肽合成：该酶拓展了NRPS中缩合结构域的非典型催化功能，可用于构建含DKP的非核糖体肽。
• 天然产物生物合成：阐明天然产物中DKP的形成机制，为相关生物合成途径解析与重构提供模板。
• 酶工程：关键残基R2776的碱性影响活性，可指导对HtmB2-CT的理性改造。
• 药物中间体：该酶可催化形成药物中间体中常见的二酮哌嗪骨架。