Engineering an efficient and enantioselective enzyme for the Morita–Baylis–Hillman reaction

化学 对映选择合成 亲核细胞 催化作用 定向进化 组合化学 蛋白质工程 蛋白质设计 立体化学 有机化学 蛋白质结构 生物化学 突变体 基因
作者
Rebecca Crawshaw,Amy E. Crossley,Linus O. Johannissen,Ashleigh J. Burke,Sam Hay,Colin Levy,David Baker,Sarah L. Lovelock,Anthony P. Green
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:14 (3): 313-320 被引量:57
标识
DOI:10.1038/s41557-021-00833-9
摘要

The combination of computational design and directed evolution could offer a general strategy to create enzymes with new functions. So far, this approach has delivered enzymes for a handful of model reactions. Here we show that new catalytic mechanisms can be engineered into proteins to accelerate more challenging chemical transformations. Evolutionary optimization of a primitive design afforded an efficient and enantioselective enzyme (BH32.14) for the Morita-Baylis-Hillman (MBH) reaction. BH32.14 is suitable for preparative-scale transformations, accepts a broad range of aldehyde and enone coupling partners and is able to promote selective monofunctionalizations of dialdehydes. Crystallographic, biochemical and computational studies reveal that BH32.14 operates via a sophisticated catalytic mechanism comprising a His23 nucleophile paired with a judiciously positioned Arg124. This catalytic arginine shuttles between conformational states to stabilize multiple oxyanion intermediates and serves as a genetically encoded surrogate of privileged bidentate hydrogen-bonding catalysts (for example, thioureas). This study demonstrates that elaborate catalytic devices can be built from scratch to promote demanding multi-step processes not observed in nature.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
1秒前
lizil发布了新的文献求助30
2秒前
完美毛豆发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
kk119完成签到,获得积分10
3秒前
隐形曼青应助张佳明采纳,获得30
5秒前
科研通AI2S应助ardejiang采纳,获得10
5秒前
7秒前
YooM发布了新的文献求助10
7秒前
清秀的若云完成签到 ,获得积分10
7秒前
零一完成签到 ,获得积分10
8秒前
安详绿草发布了新的文献求助10
9秒前
烟花应助奥特且怪兽采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
依依发布了新的文献求助10
12秒前
聪慧小霜应助sujustin333采纳,获得10
13秒前
Doctor_jie完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
科研通AI2S应助完美毛豆采纳,获得10
14秒前
田様应助完美毛豆采纳,获得10
14秒前
15秒前
李爱国应助YN3585采纳,获得10
15秒前
张佳明发布了新的文献求助30
16秒前
17秒前
wancy完成签到 ,获得积分10
17秒前
hanyachunxue发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
shen5920完成签到,获得积分10
19秒前
甜美代秋发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
YooM发布了新的文献求助10
20秒前
烟花应助完美夏天采纳,获得10
21秒前
YamDaamCaa应助依依采纳,获得10
22秒前
安详绿草完成签到,获得积分10
22秒前
li发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3969628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3514448
关于积分的说明 11174217
捐赠科研通 3249822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1795000
邀请新用户注册赠送积分活动 875537
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804856