近期，我校生物工程学院饶义剑教授团队在含犬尿氨酸多肽绿色合成方面取得重要进展，研究成果“Natural product cercosporin as a biomimic photocatalyst for the synthesis of peptides containing kynurenine via energy transfer mechanism”在线发表于Green Chemistry (Q1, IF = 10.182)（https://doi.org/10.1039/D2GC00116K）
犬尿氨酸（L-kynurenine, Kyn）是一种重要的色氨酸代谢物，本身具有神经保护作用和免疫抑制活性，并且广泛存在于天然多肽产物中，如具有抗炎活性的cyclomontanin B，具有抗增殖作用的Jaspamide O，具有潜在的抗结核活性的Brunsvicamide C，以及FDA批准的具有抗生素活性的皮肤感染药物Daptomycin（图1）。由于Kyn残基自身的较大位阻和低偶联活性，导致其直接通过传统的肽键缩合法引入多肽较为困难，所以含有色氨酸多肽的选择性氧化法被广泛使用于含犬尿氨酸多肽的合成中。但是目前的方法需要在苛刻的低温条件（-78oC）下使用毒性较大的强氧化剂臭氧，或使用易燃易爆的过氧化物及易造成环境污染的重金属催化剂，均不符合绿色化学的理念。因此，伴随着全球对环境保护日益增长的重视，开发一种绿色、高效、简便的含Kyn多肽的合成方法是非常必要的。
光催化法因其利用可再生的绿色清洁能源——太阳能，满足了科学家们对绿色化学的追求，缓解了环境和能源的压力，受到了广大科研工作者的青睐。饶义剑教授团队基于前期挖掘天然产物尾孢菌素（Cercosporin, CP）的优异光敏活性（Li, et al, 2019,Green Chem; Wu, et al, 2021,J Hazard Mater）和可通过发酵大量制备的特性（Zhou, et al, 2021,Microb Cell Fact），首次将其应用于非天然氨基酸及多肽的合成中，开发了一种环境友好的光氧化法，利用最绿色的氧气作为氧化剂，在温和、无金属的条件下，以天然产物尾孢菌素催化合成了一系列犬尿氨酸衍生物和含犬尿氨酸的多肽，具有广泛的底物范围，以及对氨基酸残基表现出良好的官能团耐受性（图1）。此外，利用从尾孢菌发酵液中直接获得的尾孢菌素粗品作为催化剂，可简便地进行犬尿氨酸衍生物的克级合成，并进一步将其转化为高价值的犬尿氨酸，证明了该反应的实际应用价值。最后，一系列控制实验和ESR结果表明了该反应的机理为能量转移。本研究将天然产物尾孢菌素巧妙地应用于非天然氨基酸与多肽的合成领域，有望为含犬尿氨酸的生物活性分子的高效绿色合成提供有力的技术支持。
图1尾孢菌素催化的含犬尿氨酸多肽的高效绿色合成
饶义剑教授为论文通讯作者，袁振波助理研究员为论文第一作者。上述研究工作得到了江苏省自然科学基金（BK20202002），中央高校基本科研业务费专项资金（JUSRP12015），中国博士后基金（2020M671329），江苏省博士后基金（2020Z383），生物工程学院青年人才托举工程等项目资助。
