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12月24日，记者得悉，杭州师范大学郭瑞庭教授团队与湖北大学协作的一项突破性研讨成果，日前在世界期刊《美国化学会催化学报》上宣布。他们成功对一种名为AetF的天然卤化酶进行理性规划，取得可以依照指令、在色氨酸分子特定方位做单次卤化或混合卤化的新式酶突变体，并初次完成了“一锅法”高效组成具有极端严重运用价值的混合卤化色氨酸，为杂乱卤化分子的绿色生物制作供给了全新的范式。
卤素，如氯、溴、碘，在天然界和人们的日子中无处不在。在药物分子中奇妙地引进卤素原子，常常能明显改动其生物活性，然后优化药物的效果和性质。
但是，传统的化学卤化办法往往依赖于有毒试剂和严苛的反响条件，不只不行环保，也难以准确操控反响位点，易发生不必要的副产品。面临这样一些问题，科学家们将目光投向了天然界中的卤化酶。
来源于蓝细菌的AetF，与许多需求“辅佐”才干作业的双组分卤化酶不同，是一种将卤化与复原两种功用集于一身的单组分卤化酶，其结构更为精简。但是，天然的AetF有其固定的作业形式：在催化色氨酸卤化时，它会严厉遵从“先在第5位（C5位）、再在第7位（C7位）”的次序进行“流水线-二卤化色氨酸。这种固化的作业形式尽管确保了天然产品的一致性，却约束了它在人工组成顶用来出产特定单卤化产品或混合卤化产品的灵活性。
“在此次研讨中，咱们以高分辨率的蛋白质三维结构为‘蓝图’，对AetF进行了精细的理性规划。”论文榜首作者博士生李豪进一步介绍，团队首要解析了AetF与底物色氨酸结合的精细结构，经过一系列剖析终究确定了一个要害残基S523。当将其突变为丙氨酸后，得到的突变体AetF-S523A在C7位的卤化活性大幅度的下降，变得更倾向于只在C5位进行一次卤化。
研讨人员发现，这个突变体仍保留了一丝二次卤化的弱小才能。为了完全封闭这一功用，他们进一步对底物结合口袋进行了“精装修”，经过引进体积更大的异亮氨酸和苯丙氨酸残基，在C5位卤化后产品周围奇妙地构建起空间位阻，好像设置了路障，有用阻挠了酶对C7位的再次卤化。
终究取得的“三突变体”——AetF-AIF，展示出了近乎完美的C5位点特异性单卤化才能。这是首个经过理性规划成功改造取得的、具有严厉单卤化活性的单组分色氨酸卤化酶。
郭瑞庭介绍：“根据改造成功的AetF-AIF突变体（拿手C5单卤化）和野生型AetF（拿手接连C5、C7卤化），咱们构思了一个奇妙的‘一锅法’反响战略。”团队经过简略地调整反响系统中卤素盐（如溴化钠、碘化钠）的增加次序，成功地在同一个反响容器内，高效组成了两种不同的混合卤化色氨酸：5-溴-7-碘色氨酸和5-碘-7-溴色氨酸，产率别离高达85%和70%。这一进程无需对中心产品进行繁琐的别离纯化，大大简化了组成过程。别的，这种办法不需运用有毒试剂，并且在室温25条件下的水溶液中即可反响，无需高温度高压力，愈加环保。
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