Photoinduced chemomimetic biocatalysis for enantioselective intermolecular radical conjugate addition

生物催化 对映选择合成 化学 结合 分子间力 组合化学 光化学 催化作用 有机化学 反应机理 分子 数学 数学分析
作者
Xiaoqiang Huang,Jianqiang Feng,Jiawen Cui,Guangde Jiang,Wesley Harrison,Xin Zang,Jiahai Zhou,Binju Wang,Huimin Zhao
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (7): 586-593 被引量:142
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00777-4
摘要

Exploiting nature’s catalysts for non-natural transformations that are inaccessible to chemocatalysis is highly desirable but challenging. On the one hand, the widespread nicotinamide-dependent oxidoreductases have not been utilized for single-electron-transfer-induced bimolecular cross-couplings; on the other, the addition of catalytic asymmetric radical conjugate to terminal alkenes remains a challenge owing to strong racemic background reaction and unselective termination of prochiral radical species. Here we report a chemomimetic biocatalysitic approach for construction of alpha-carbonyl stereocentres via an unnatural intermolecular conjugate addition of N-(acyloxy)phthalimides-derived radicals with acceptor-substituted terminal alkenes, by combination of visible-light excitation and nicotinamide-dependent ketoreductases (KREDs). Based on protein crystal structure, we engineered KREDs via a semi-rational mutagenesis strategy to improve reaction outcomes with a small and high-quality variants library. Mechanistic investigations combining wet experiments, crystallographic studies and computational simulations demonstrate that the repurposed biocatalyst can suppress racemic background reaction and unselected side reactions, yielding enantioselectivity that is challenging to achieve by chemocatalysis. Engineering enzymes to perform new-to-nature reactions can address long-standing challenges in synthetic chemistry. Now a ketoreductase has been evolved to undergo a photoinduced single-electron-transfer pathway, thereby achieving an enantioselective Giese-type radical conjugate addition that yields α-chiral esters.
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
jinke发布了新的文献求助10
刚刚
充电宝应助CuiHe采纳,获得10
1秒前
Nuyoah发布了新的文献求助10
1秒前
陈圈圈发布了新的文献求助10
2秒前
星辰大海应助yzg采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
冷静的媚颜完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
jinke完成签到,获得积分10
7秒前
小白完成签到,获得积分10
7秒前
宇宙尽头完成签到,获得积分10
8秒前
情怀应助汪天宇采纳,获得10
8秒前
8秒前
CodeCraft应助陈圈圈采纳,获得10
9秒前
Jasper应助激动的醉香采纳,获得10
9秒前
10秒前
白问安完成签到,获得积分10
10秒前
Raftaar发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
拼搏耷发布了新的文献求助200
12秒前
13秒前
阿巴发布了新的文献求助10
15秒前
依依完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
陈圈圈完成签到,获得积分10
15秒前
大个应助烂漫伊采纳,获得10
17秒前
路豐遙应助啦啦啦采纳,获得10
18秒前
汤归尘完成签到,获得积分10
19秒前
今后应助不安思远采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
兴奋延恶发布了新的文献求助10
19秒前
dog完成签到,获得积分10
19秒前
Suda完成签到 ,获得积分10
20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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7321644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937197
关于积分的说明 18947645
捐赠科研通 6979712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214798
关于科研通互助平台的介绍 2382425
邀请新用户注册赠送积分活动 2194074