Efficient reductive desymmetrization of bulky 1,3-cyclodiketones enabled by structure-guided directed evolution of a carbonyl reductase

对称化 立体选择性 化学 立体化学 还原酶 对映选择合成 生物催化 基质(水族馆) 催化作用 组合化学 反应机理 有机化学 生物 生态学
作者
Xi Chen,Hongliu Zhang,Miguel A. Maria‐Solano,Weidong Liu,Juan Li,Jinhui Feng,Xiangtao Liu,Sílvia Osuna,Rey‐Ting Guo,Qiaqing Wu,Dunming Zhu,Yanhe Ma
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:2 (10): 931-941 被引量:89
标识
DOI:10.1038/s41929-019-0347-y
摘要

Reductive desymmetrization of 2,2-disubstituted prochiral 1,3-cyclodiketones to 2,2-disubstituted-3-hydroxycycloketones is a highly desired transformation for the construction of complex molecules with multiple chiral centres, but the generation of a single stereoisomer is difficult and an extremely challenging task in organic chemistry. In this study, by using ethyl secodione as the model substrate and an engineered carbonyl reductase from Ralstonia sp. as the biocatalyst, we realized the efficient reductive desymmetrization of 2,2-disubstituted cyclodiketones to give essentially one single stereoisomer. The mutant enzyme F12 (I91V/I187S/I188L/Q191N/F205A) showed an 183-fold enhancement of enzyme activity and outstanding stereoselectivity towards most of the tested prochiral 1,3-cyclodiketones. Crystal structural analysis and molecular dynamics studies reveal the molecular basis for activity improvement and the stereoselectivity control mechanism. Our results show that by altering the active site conformation populations (particularly the position of an α-helix) to properly accommodate the larger substrate and co-factor for catalysis, this challenging synthetic problem can ultimately be addressed. Reductive desymmetrization of 2,2-disubstituted cyclodiketones can provide valuable complex molecules with multiple chiral centres, but the generation of a single stereoisomer is difficult. This work addresses this synthetic challenge by engineering the activity and stereoselectivity of a carbonyl reductase.
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
zhushiji完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
典雅曼卉发布了新的文献求助10
1秒前
万物安生发布了新的文献求助10
1秒前
caiji完成签到,获得积分10
2秒前
浮游应助张一二二二采纳,获得10
2秒前
彭于晏应助zhaoxuelian采纳,获得10
2秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
3秒前
桑葚啊完成签到,获得积分10
3秒前
xixi发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
整齐芷文发布了新的文献求助10
5秒前
闪闪的凌文完成签到,获得积分20
7秒前
杨安安完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
666发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
冷笑完成签到,获得积分10
8秒前
典雅曼卉完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
凡迪亚比发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
科研通AI5应助萱萱采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
糟糕的铁锤应助西米露采纳,获得10
11秒前
王新华发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
mafukairi发布了新的文献求助30
12秒前
Lucas应助皮皮采纳,获得10
13秒前
13秒前
211JZH发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
郑郑发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
lyhstudent发布了新的文献求助30
15秒前
薄雪草应助yu采纳,获得10
15秒前
整齐芷文完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
Thomas Hobbes' Mechanical Conception of Nature 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5088395
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4303286
关于积分的说明 13410954
捐赠科研通 4129075
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2261109
邀请新用户注册赠送积分活动 1265259
关于科研通互助平台的介绍 1199722