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 海洋学 地质学
作者
Xi Chen,Hongliu Zhang,Miguel A. Maria-Solano,Weidong Liu,Juan Li,Jinhui Feng,Xiangtao Liu,Sílvia Osuna,Rey‐Ting Guo,Qingping Wu,Dunming Zhu,Yanhe Ma
出处
期刊:Nature Catalysis [Springer Nature]
卷期号:2 (10): 931-941 被引量:70
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
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
嘿嘿哒完成签到,获得积分10
2秒前
王伟完成签到,获得积分20
2秒前
dzjin发布了新的文献求助10
2秒前
冷艳芯发布了新的文献求助10
2秒前
秦波豪完成签到,获得积分10
3秒前
FashionBoy应助小琳子才是我采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
一颗煤炭完成签到 ,获得积分10
6秒前
wwqdd完成签到 ,获得积分10
7秒前
章鱼烧225发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
烂漫的莞发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
11秒前
H7发布了新的文献求助100
11秒前
dzjin完成签到,获得积分10
11秒前
熊啾啾完成签到,获得积分10
12秒前
冷艳芯完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
所所应助义气的巨人采纳,获得10
12秒前
嘿嘿哒发布了新的文献求助10
13秒前
之遥发布了新的文献求助10
13秒前
华仔应助你好采纳,获得10
14秒前
研友_VZGvVn发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
20秒前
研友_VZGvVn完成签到,获得积分10
21秒前
专注的傲松完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
Kevin Li发布了新的文献求助10
22秒前
光亮小馒头完成签到,获得积分10
23秒前
秋雪瑶应助芝士采纳,获得10
23秒前
23秒前
chenchen完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
wipmzxu应助之遥采纳,获得10
26秒前
26秒前
高分求助中
Un calendrier babylonien des travaux, des signes et des mois: Séries iqqur îpuš 1036
Quantum Science and Technology Volume 5 Number 4, October 2020 1000
Formgebungs- und Stabilisierungsparameter für das Konstruktionsverfahren der FiDU-Freien Innendruckumformung von Blech 1000
IG Farbenindustrie AG and Imperial Chemical Industries Limited strategies for growth and survival 1925-1953 800
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 600
Prochinois Et Maoïsmes En France (et Dans Les Espaces Francophones) 500
Offline version of the Proceedings of 15th EWTEC 2023, Bilbao 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2522261
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2165348
关于积分的说明 5552805
捐赠科研通 1885614
什么是DOI,文献DOI怎么找? 938910
版权声明 564520
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 500808