Reshaping the Catalytic Pocket of Glucose Dehydrogenase Es GDH for Stereocomplementary Asymmetric Synthesis of Chiral Aryl Lactones

化学 生物催化 对映选择合成 催化作用 芳基 组合化学 立体化学 酶 不对称氢化 有机化学 催化效率 脱氢酶 生物化学 酶催化 裂解酶 蛋白质工程 催化循环 代谢工程 对映体过量
作者
Xianheng Song,Wen-Mei Feng,An Huang,Jiaxin Tian,Wen Zhang,Shuyun Ju,Yan-Jun Wan,Yue Wang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.6c10232
摘要

Abstract Enzymatic catalytic promiscuity offers an effective strategy to extend the synthetic scope of native enzymes toward non-natural transformations. Glucose dehydrogenases (GDHs) are extensively used for glucose oxidation and NAD(P)H regeneration, however, their intrinsic ketoreductase promiscuity remains largely underexplored. Herein, a GDH from Exiguobacterium sibiricum (EsGDH) was engineered into a stereocomplementary biocatalyst for the asymmetric reduction of γ-keto esters to valuable γ-aryl-γ-butyrolactones. Through structure-guided semi-rational design, two enantiocomplementary variants, M3S (H148T/E97W/N197M) and M4R (W153K/E97A/V210W/I196L), were constructed, showing 318.4-fold and 257.5-fold increase in activity over the wild-type (WT), respectively. M3S and M4R enabled efficient synthesis of both (S)- and (R)-lactones in up to >99% ee. Molecular dynamics (MD) simulations demonstrated that asymmetric remodeling of the catalytic pocket governs EsGDH's stereoselectivity. Moreover, we conducted gram-scale biocatalytic preparation of (S)-γ-phenyl-γ-butyrolactone ((S)-1b), which was used to develop the chemoenzymatic route for (R)-fluoxetine and (R)-atomoxetine, confirming the practical potential of the catalytic system in the green manufacturing of chiral pharmaceuticals. This work broadens the synthetic applicability of promiscuous GDHs and provides a general strategy for engineering stereocomplementary biocatalysts for asymmetric synthesis.
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
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
刚刚
刚刚
accept完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
Coco完成签到,获得积分10
刚刚
zcccc完成签到,获得积分10
刚刚
lucky完成签到 ,获得积分10
刚刚
jerry发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
星星完成签到,获得积分10
1秒前
江河日山发布了新的文献求助10
1秒前
Hase完成签到 ,获得积分10
1秒前
四火发布了新的文献求助10
2秒前
哒哒就是我完成签到,获得积分10
2秒前
龙城完成签到,获得积分10
2秒前
genhao1完成签到,获得积分10
2秒前
快逃完成签到,获得积分10
2秒前
坚定的若枫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
pu完成签到,获得积分10
3秒前
蔚岚影落完成签到,获得积分10
3秒前
fleave完成签到,获得积分10
4秒前
123完成签到 ,获得积分10
4秒前
小马甲的应助被乐超多采纳,获得10
4秒前
水沐林泽完成签到,获得积分10
4秒前
ran完成签到,获得积分10
4秒前
希望天下0贩的0的应助被晨阳采纳,获得10
6秒前
李李完成签到,获得积分10
6秒前
null的应助被LiLi采纳,获得10
6秒前
赵念婉发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
null的应助被LiLi采纳,获得10
6秒前
null的应助被LiLi采纳,获得10
6秒前
FashionBoy的应助被LiLi采纳,获得50
6秒前
ppchenup发布了新的文献求助10
6秒前
kamenashi完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
葡萄糖完成签到 ,获得积分10
7秒前
姿姿完成签到,获得积分10
7秒前
小李博士发布了新的文献求助10
7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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8136864
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9537824
关于积分的说明 21626335
捐赠科研通 7720524
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420101
关于科研通互助平台的介绍 2545494
邀请新用户注册赠送积分活动 2461916