科学家首次展现催化Alder

 
 
科学家首次展现催化Alder-ene回响酶  
 

中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国度重点尝试室周佳海课题组和美国加州大学洛杉矶分校唐奕课题组与Kendall N. Houk课题组相助，首次表征了自然界中催化Alder-ene回响的酶及其催化氧杂Diels-Alder（DA）回响的同源卵白，理会了这两类酶及其复合物的高判别率晶体布局，基于布局信息和计较指导通过定点突变实现了周环选择性的逆转，阐发了两类酶如何操作险些沟通的活性位点实现周环选择性的精准节制。该研究成就10月12日颁发于《自然》。

周环回响是指具有环状过渡态的协同回响，这类回响在天然产品合成中经常被应用于高效构建多个碳碳键，并且具有较好的立体选择性和区位选择性。自2011年首次判断出可以或许催化DA回响的周环酶SpnF后，科学家先后从多种天然产品的生物合成途径中判断出了差异的新型周环回响酶。2019年，周佳海课题组与唐奕课题组相助，系统地阐释了多成果周环酶LepI立体选择性脱水与催化杂DA回响、逆Claisen重排回响的分子机制。

唐奕课题组在这项研究中以LepI为基本，从真菌天然产品生物合成途径中判断出6个具有很高序列相似度的O-甲基转移酶卵白PdxI、AdxI、ModxI、EpiI、UpiI及HpiI。通过体外酶学发明并验证PdxI、AdxI、ModxI催化Alder-ene回响，而EpiI、UpiI、HpiI催化氧杂DA回响。周佳海课题组理会了Alder-ene回响酶PdxI以及氧杂DA回响酶HpiI的apo晶体布局，同时也获得了这两个酶与底物雷同物以及产品的共晶布局。在此基本上，Houk课题组对Alder-ene回响酶PdxI催化体系举办了DFT理论计较、分子对接以及动力学模仿，展现了PdxI/AdxI/ModxI、EpiI/UpiI/HpiI这两组同源性的周环酶因为进化上的细微分歧导致了差异周环选择性的分子机制。

研究人员暗示，这项事情不只加深了对周环回响酶催化机制的领略，也为开拓Alder-ene回响和杂DA回响的新型生物催化剂提供了新的启示，有助于敦促周环回响酶的智能设计及在有机合成中的应用。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2743-5

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