磷酸吡哆醛PLP（Pyridoxal phosphate）对应的酶能够对L-氨基酸的α，β，γ-位点进行催化转化反应。这种酶在非蛋白原氨基酸的生物合成中起到重要作用，并且作为天然产物中重要组分，能作为高效的生物催化剂。目前加州大学洛杉矶分校Yi Tang、MIT麻省理工学院等发现通过两步酶合成方法制备了(2S, 6S)-6-哌酸甲酯 （methyl pipecolate）。其中关键的CndF酶在和PLP辅酶配合环状Schiff碱的配合过程中生成（S）-2-氨基-6-氧庚酸，CndE还原酶生成(2S, 6S)-6-哌酸甲酯。对CndF酶的相关生物化学表征结果显示O-乙酰基-L-高丝氨酸（O-acetyl-L-homoserine）的γ-消除反应生成乙烯基甘氨酸酮亚胺（vinylglycine ketimine），该分子在乙酰乙酸亲核进攻（S）-2-氨基-6-氧庚酸过程中生成C_γ-C_δ化学键并进行γ-取代反应。CndF酶对多种β-酮羧酸化物和酯等有反应兼容性。通过曲霉菌株（Aspergillus strain）对CndF和CndE进行表达，能够将烷基-β-酮的酯化物反应生成6位取代的L-哌盐（pipecolates），以上结果显示CndF酶能够有效的扩展PLP酶的反应底物范围。

本文要点：

（1）丰富的基因序列为开发用于天然产物合成中的新型酶催化反应提供了可能性，通过对一种非经典结构的氨基酸(2S, 6S)-6-哌酸甲酯的合成过程进行分析，发现该分子的合成中通过两步进行，首先在PLP酶催化中进行O-乙酰基-L-高丝氨酸和乙酰乙酸之间亲核取代反应，随后在胺还原酶（imine reductase）催化作用中进行Schiff碱对映选择性的还原反应。CndF和PLP配合显示了新型催化反应机理，这种应用CndF和PLP辅酶配合的生物催化反应为将来的催化合成进一步发展提供了经验。

参考文献

Mengbin Chen, Chun-Ting Liu, and Yi Tang*

Discovery and Biocatalytic Application of a PLP-Dependent Amino Acid γ-Substitution Enzyme that Catalyzes C-C Bond Formation，J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI：10.1021/jacs.0c03535

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c03535