碳稀轉(zhuǎn)移酶對環(huán)丙烷化的立體選擇
Provivi已經(jīng)研究了亞鐵血紅素酶能夠催化卡賓轉(zhuǎn)移反應(yīng)來生產(chǎn)手性環(huán)丙烷。一個與加州理工學(xué)院Frances Arnold實驗室合作的項目結(jié)果顯示一種新的、高效的用于手性環(huán)丙烷形成的立體選擇酶。這研發(fā)案例所創(chuàng)造的是一個在自然界中原來不存在的酶催化化學(xué)反應(yīng)。
替格瑞洛（下圖所示）是一種用于中風(fēng)后預(yù)防血栓的心血管藥物。高手性純度的非對映異構(gòu)體ethyl-(1R,2R)-2-(3,4-difluorophenyl)-cyclopropanecarboxylate是合成替格瑞洛的一種關(guān)鍵中間體，可以通過酰胺形成和霍夫曼重排轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的胺。
Provivi/Caltech團隊開始通過定向進化創(chuàng)造一個碳烯轉(zhuǎn)移酶，能夠生產(chǎn)目標(biāo)的高純度非對映異構(gòu)體，如下圖所示。
在晶體結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下，來自枯草芽孢桿菌的血紅蛋白截斷片段通過迭代突變和篩選，鑒別出了一個含有四突變的突變體，能夠以3,4-difluorostyrene為底物獲得所需的非對映異構(gòu)體，達到99%選擇性和90%收率。這個酶的總轉(zhuǎn)換數(shù)＞12000，部分結(jié)果已經(jīng)發(fā)表。【McIntosh, J. A.; Arnold, F. H., Highly Stereoselective Biocatalytic Synthesis of Key Cyclopropane Intermediate to Ticagrelor. ACS Catalysis 2016, 6(11), 7910-7913】
這個研發(fā)工作的創(chuàng)新之處，在于不是針對已知的生物催化反應(yīng)進行開發(fā)，而是對全新的反應(yīng)開發(fā)了高效的生物催化劑。
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