A One-Pot Biocatalytic Cascade to Access Diverse L-Phenylalanine Derivatives from Aldehydes or Carboxylic Acids

化学 苯丙氨酸 对映选择合成 氨基酸 生物催化 组合化学 芳基 有机化学 生物化学 催化作用 离子液体 烷基
作者
Shelby R. Anderson,Madan R. Gopal,Abigail P. Spangler,Michaela A. Jones,D’Jana R. Wyllis,Aditya M. Kunjapur
标识
DOI:10.1101/2024.12.06.627276
摘要

Abstract Non-standard amino acids (nsAAs) that are L-phenylalanine derivatives with aryl ring functionalization have long been harnessed in natural product synthesis, therapeutic peptide synthesis, and diverse applications of genetic code expansion. Yet, to date these chiral molecules have often been the products of poorly enantioselective and environmentally harsh organic synthesis routes. Here, we reveal the broad specificity of multiple natural pyridoxal 5’-phosphate (PLP)-dependent enzymes, specifically an L-threonine transaldolase, a phenylserine dehydratase, and an aminotransferase, towards substrates that contain aryl side chains with diverse substitutions. We exploit this tolerance to construct a one-pot biocatalytic cascade that achieves high-yield synthesis of 18 diverse L-phenylalanine derivatives from aldehydes under mild aqueous reaction conditions. We demonstrate addition of a carboxylic acid reductase module to this cascade to enable the biosynthesis of L-phenylalanine derivatives from carboxylic acids that may be less expensive or less reactive than the corresponding aldehydes. Finally, we investigate the scalability of the cascade by developing a lysate-based route for preparative-scale synthesis of 4-formyl-L-phenylalanine, a nsAA with a bio-orthogonal handle that is not readily market-accessible. Overall, this work offers an efficient, versatile, and scalable route with the potential to lower manufacturing cost and democratize synthesis for many valuable nsAAs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
vvvaee完成签到 ,获得积分10
刚刚
Mine虚无发布了新的文献求助10
刚刚
汉堡包应助winterm采纳,获得10
刚刚
劲秉应助niukaseir采纳,获得50
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
研友_VZG7GZ应助qin采纳,获得10
4秒前
星星发布了新的文献求助10
4秒前
桐桐应助zhaoyuwei采纳,获得10
4秒前
SaSa发布了新的文献求助40
4秒前
4秒前
唯馨馨完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
6秒前
顾矜应助hardworkcd采纳,获得10
6秒前
lulu完成签到 ,获得积分10
6秒前
Kannan发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
卿願发布了新的文献求助10
9秒前
晚意发布了新的文献求助10
10秒前
英俊的铭应助齐平露采纳,获得10
10秒前
Esther发布了新的文献求助30
10秒前
852应助L061114采纳,获得10
10秒前
10秒前
无花果应助1234567xjy采纳,获得10
11秒前
11秒前
桐桐应助哔哔鱼采纳,获得10
11秒前
没有答案发布了新的文献求助30
11秒前
科研小白发布了新的文献求助10
12秒前
wwz完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Jasper应助wssf采纳,获得10
13秒前
张嘉佳发布了新的文献求助10
14秒前
CipherSage应助故意的鼠标采纳,获得10
14秒前
韬哥发布了新的文献求助10
15秒前
汉堡包应助Kannan采纳,获得10
16秒前
16秒前
18秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 870
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3256170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2898255
关于积分的说明 8300702
捐赠科研通 2567460
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1394536
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652839
邀请新用户注册赠送积分活动 630511