Customizing the Enantioselectivity of a Cyclohexanone Monooxygenase by a Strategy Combining “Size‐Probes” with in silico Study

生物信息学 单加氧酶 环己酮 组合化学 化学 合理设计 突变体 定向进化 小分子 蛋白质工程 分子 立体化学 纳米技术 催化作用 生物化学 有机化学 材料科学 细胞色素P450 基因
作者
Yujing Hu,Jian Xu,Yixin Cen,Danyang Li,Yu Zhang,Meilan Huang,Xianfu Lin,Qi Wu
出处
期刊:Chemcatchem [Wiley]
卷期号:11 (20): 5085-5092 被引量:2
标识
DOI:10.1002/cctc.201901200
摘要

Abstract Enzymatic Baeyer‐Villiger oxidation provides a promising green route utilizing molecular oxygen as the oxidant to produce chiral lactones. Wild‐type (WT) CHMO Acineto leads to enantioselectivity up to 99 % ee ( S ) in the synthesis of substituted ϵ‐caprolactones. To reverse the inherent enantiopreference of CHMO Acineto toward an array of cyclohexanones with various chain length, we herein reshaped the binding pocket with a minimal number of mutations by a rational design strategy combining “size‐probes” with in silico study, which drastically reduces the screening effort. By probing the binding pocket of variants with different‐sized 4‐substituted cyclohexanones substrates, single, double and triple mutants were identified as the best mutants providing highly reversed enantioselectivity for these probing molecules, respectively. The successful demonstration of the strategy combining “size‐probes” with in silico study in the protein engineering of CHMO Acineto may provide a valuable guidance for facile engineering other BVMOs with customized enantiopreference for the same classified substrates with their substituents on the chiral or prochiral central atom.
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