引言
对羟基苯甘氨酸(4-hydroxyphenylglycine,HPG),是一种非蛋白源性的氨基酸,由酪氨酸降解途径转向次级代谢制备。HPG的分子量为167.16,分子式为C8H9NO3,熔点为240℃(分解温度),纯品外貌一般为白色结晶粉末,微溶于水、甲醇、乙醇等溶剂,易溶于碱或酸溶液。HPG的左旋体为L-(+)-对羟基苯甘氨酸(L-4-hydroxyphenylglycine,L-HPG),其右旋体为D-4-羟基苯甘氨酸(D-4-hydroxyphenylglycine,D-HPG),两者都是关键的化学、化工、 医药等中间体。
苯甘氨酸型氨基酸存在于多种多肽天然产物中,包括糖肽、抗生素和具有生物活性的线性肽和环状肽。此外,含有对羟基苯甘氨酸的多肽的结构多样性更加明显,这可能也是由于酚基的氢键作用,增大了分子相互作用的选择。L-(+)-对羟基苯甘氨酸通常被用作非核糖体肽类抗生素(如万古霉素)生物合成的重要组成部分。
L-(+)-对羟基苯甘氨酸是合成一些新型抗癌药的重要中间体,也是非核糖体肽类抗生素重要组成部分,在其结构和功能中发挥关键作用。因此,L-(+)-对羟基苯甘氨酸被广泛应用于医药领域,其具有非常重要的市场价值。目前,对羟基苯甘氨酸主要通过化学合成制备。化学合成方法存在成本高,环境污染严重等缺点,而生物合成法的优势就明显突出。本文选用廉价的L-酪氨酸为底物,在温和条件下即可生成L-(+)-对羟基苯甘氨酸。此外,其污染程度低,可满足人们对经济效益和环境保护的要求。
生物合成
酪氨酸分解代谢后生成4-羟基苯丙酮酸,经过 4-羟基苯丙酮酸的脱羧、苯基羟基化,得到 4-羟基苯丙酮酸酯。4-羟基苯丙酮酸酯不仅作为合成HPG的中间体还是糖肽类抗生素的重要组成部分,其在4-羟基苯基丙酮酸双加氧酶(Hmas)的催化下得到 4-羟基扁桃酸。随后,L-4-羟基扁桃酸氧化酶(Hmo)将 4-羟基扁桃酸氧化成L-4-羟基苯基乙醛酸。最后L-4-羟基苯基甘氨酸氨基转移酶(HpgT)催化L-4-羟基苯基乙醛酸合成L-(+)-对羟基苯甘氨酸。

参考文献
[1] 王亚群. 4-羟基苯甘氨酸(HPG)单体以及含HPG生物聚酯的生物合成研究[D]. 山东:青岛科技大学,2022.