on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">木质素原料的解聚可以得到富电子的酚醛产物。其中，所获得的羟基肉桂酸单体直接生物转化可用于生产α-氨基酸等高价值化学品。然而，该反应通常受到碱性或苛刻反应介质中化学自氧化的阻碍。区域选择性O-甲基转移酶（OMT）是天然次级代谢途径中普遍存在的一种酶，可利用共底物S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）作为甲基化试剂，改变羟基肉桂酸的物化性质。近期，University of Manchester的Nicholas J. Turner课题组利用OMT，以体内可再生SAM的E. coli BL21作为宿主，并将其与氨裂解酶结合，通过全细胞酶级联的两步反应实现从木质素衍生的阿魏酸制备左旋多巴前体L-藜芦酰甘氨酸。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
在该研究中，作者首先通过密码子优化、蛋白结构建模、定点突变、丙氨酸-缬氨酸扫描等手段获得多个OMT突变体，这些突变体可以接受多种富电子酚类底物。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
随后，在大肠杆菌E. coli BL21中工程化改造SAM再生系统。对大肠杆菌中SAM合酶编码基因metK定点突变并构建了其过表达载体。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
将表达载体转入宿主细胞E. coli BL21中，获得了在体内再生SAM的工程化大肠杆菌菌株E. coli BL21。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
最后，将OMT甲基化反应与氨裂解酶AL-11结合，通过一锅法两步酶级联反应从阿魏酸制备左旋多巴前体L-藜芦酰甘氨酸，分离产率达到60%，ee值超过99%。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
参考文献：One-Pot Biocatalytic In Vivo Methylation-Hydroamination of Bioderived Lignin Monomers to Generate a Key Precursor to L-DOPA
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202112855
原文作者：James L. Galman, Fabio Parmeggiani, Lisa Seibt, William R.Birmingham, and Nicholas J. Turner*
