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成都生物所首次发现天然(R)-苯乙烯单加氧酶

2021-02-22 成都生物研究所
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  光学活性的(S)-和(R)-环氧化物是不对称合成中重要的手性砌块之一,环氧基团可以与不同的亲核试剂反应,衍生出一系列含各种手性官能团的化合物, 因此,其合成研究一直是有机合成领域关注的热点。其中,烯烃的不对称环氧化是公认的直接有效的途径。然而,已报道的各种天然苯乙烯单加氧酶(SMO)的立体选择性较为单一,只能催化生成(S)-环氧苯乙烯及其类似物,从而限制了其应用潜力的进一步拓展。

  中国科学院成都生物研究所研究员吴中柳研究团队在新酶挖掘中发现并报道了第一个(R)-选择性的SMO(StStyA),该酶是一种来源于链霉菌(Streptomyces sp. NRRL S-31)基因组的黄素单加氧酶,与已知SMO的蛋白质序列相似度低于35%,能够催化苯乙烯及其类似物获得(R)-环氧化产物,ee值91% ~ >99%。进一步数据挖掘发现了一个新的(R)-SMO独特分支,包括8个具有活性的新型(R)-SMOs,新万博人员对其中的三个酶:SeStyA(来源于Streptomyces exfoliatus)、AaStyA(来源于Amycolatopsis albispora)和PbStyA (来源于Pseudonocardiaceae)开展了系统研究。研究发现,它们能够催化苯乙烯及其类似物转化为相应(R)-环氧化合物,对大多数底物具有良好的立体选择性,ee值最高达到99%以上。此外,研究还发现AaStyA酶的Phe46残基是一个关键残基,对立体选择性起重要作用。(R)-选择性SMO的发现是单加氧酶研究领域的突破性新万博,为(R)-环氧苯乙烯和类似物的生物合成提供了新方法,并为黄素单加氧酶立体选择性机制等研究提供了新线索。

  相关研究新万博分别发表在Enzyme and Microbial TechnologyCatalysis Science & Technology上。研究工作得到国家自然科学基金,新万博重点实验室基金等的资助。

  

新型SMO催化的(R)-选择性环氧化反应

打印 责任编辑:阎芳
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