במשך זמן רב, ייצור האינדיגו היה תהליך בעל חשיבות כלכלית רבה. לפני שסינתזות כימיות בקנה מידה גדול אפשרו גישה זולה לאינדיגו, הושגו חומרי מוצא ממקורות טבעיים עוד מהתקופה שלפני הנצרות. גידול צמחים המספקים אינדיגו (אינדיגו טבעי) באירופה הפך לבלתי משתלם במאה ה-17th במהלך המאה, מאחר שכמות מקדימי האינדיגו בצמח האינדיגו ההודי (0.2-0.8%) גבוהה פי 30 בערך. בסוף המאה ה-19, סינתזה כימית של אינדיגו דיחקה את הגידול המסורתי1,2.
פרקורסורים של אינדיגו המופיעים באופן טבעי בצמחים כוללים Indican (1), Insatan A (2) ו-Isatan B (3) (איור 1). כולם מורכבים ממניע אינדוקסיל המקושר לשארית גליקוזיל. פירוק של הקשר הגליקוזידי, למשל על ידי הידרוליזה אנזימטית, מוביל לשחרור של אינדוקסיל (4). האינדוקסיל עצמו כמעט חסר צבע, אך ניתן להחלידו במהירות ליצירת צבע אינדיגו (5). תגובה רגישה זו הותאמה בביוכימיה, היסטוכימיה, בקטריולוגיה וביולוגיה מולקולרית לצורך ניטור פעילות אנזימטית. ניתן לבצע סריקת פעילות in vivo ללא בידוד או טיהור של אנזימים, כמו גם בדיקות מהירות על צלחות אגר או בתמיסה (למשל, סריקת כחול-לבן, מיקרו-בארים). בהתאם לשארית (למשל, אסטרים, גליקוזידים, סולפטים) המקושרת ליחידת האינדוקסיל, פותחו סובסטראטים מתאימים למחלקות אנזימים שונות (למשל, אסטראזות, גליקוזידזות, סולפטאזות)3. בהמשך הדגש יהיה על יצירה ויישום של גליקוזידים של אינדוקסיל.

איור 1: חומרי מוצא טבעיים של אינדיגו ויצירת צבע אינדיגו באמצעות הידרוליזה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.
תבנית הסבסטיטוציה של יחידת האינדוקסיל קובעת את הצבע ואת התכונות הפיזיקליות של צבע האינדגו שנוצר. תבניות הסבסטיטוציה הנפוצות ביותר הן 5-bromo-4-chloro (מקוצר כ-X; כחול-ירקרק), 5-bromo (כחול) ו-5-bromo-6-chloro (מגנטה), מכיוון שאלו יוצרים את חלקיקי הצבע הקטנים ביותר, אינם יוצרים גרנולות ומפגינים את הדיפוזיה הנמוכה ביותר מאתרי ההידרוליזה. תכונה אחרונה זו חשובה במיוחד עבור ניסויי in vivo3.
הדיווח הראשון על שיטה אינדיגוגנית (indigogenic) לזיהוי פעילות אסטראזה פורסם בשנת 1951 על ידי Barrnett ו-Seligman, אשר השתמשו באינדוקסיל אצטט ובוטיראט4. כעשור לאחר מכן, העיקרון האינדיגוגני הותאם לאיתור של גלוקוסידאז מיונקים5. עד כה פותחו מספר גלוקוזידים של אינדוקסיל, אף על פי שהסינתזה שלהם התגלתה כקשה. מרבית הסינתזות מבוססות על שימוש באינדוקסיל N-אצטיל כקבלה (acceptor) ובגליקוזיל הליד המתאים כתורם (donor)6-14. הגליקוזילציה מבוצעת באצטון עם נתרן הידרוקסיד. בתנאים אלו מתרחב מספר של תגובות לוואי, המפחיתות את היבול באופן משמעותי. במיוחד עבור מבנים מסוג גלוקוז דווחו יבולי גליקוזילציה נמוכים מאוד (למשל, 15% עבור (N-acetyl-5-bromo-4-chloro-indol-3-yl)-2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-ᴅ-glucopyranoside6 ו-26% עבור (N-acetyl-5-bromo-4-chloro-indol-3-yl)-2,3,2',3',4'-penta-O-acetyl-β-ᴅ-xylobioside14 בדוגמה עדכנית יותר). באמצעות גישה חדשנית, המשתמשת באסטרים של חומצה אינדוקסילית, הוכנו מספר ניכר של גלוקוזידים של אינדוקסיל ביבולים טובים (למשל, יבול של 57% עבור (N-acetyl-5-bromo-4-chloro-indol-3-yl)-2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-ᴅ-glucopyranoside).
הפרוטוקול הבא מתאר סינתזה פשוטה של indoxylic acid allyl ester (5-bromo-4-chloro) ובסרטה סינתזה של אינדוקסיל גליקוזיד (X-Gal). ניסוי מודל פשוט מדגים את התגובתיות האנזימטית של β-galactosidase באמצעות X-Gal.