碳稀转移酶对环丙烷化的立体选择
Provivi已经研究了亚铁血红素酶能够催化卡宾转移反应来生产手性环丙烷。一个与加州理工学院Frances Arnold实验室合作的项目结果显示一种新的、高效的用于手性环丙烷形成的立体选择酶。这研发案例所创造的是一个在自然界中原来不存在的酶催化化学反应。
替格瑞洛（下图所示）是一种用于中风后预防血栓的心血管药物。高手性纯度的非对映异构体ethyl-(1R,2R)-2-(3,4-difluorophenyl)-cyclopropanecarboxylate是合成替格瑞洛的一种关键中间体，可以通过酰胺形成和霍夫曼重排转化为相应的胺。
Provivi/Caltech团队开始通过定向进化创造一个碳烯转移酶，能够生产目标的高纯度非对映异构体，如下图所示。
在晶体结构的指导下，来自枯草芽孢杆菌的血红蛋白截断片段通过迭代突变和筛选，鉴别出了一个含有四突变的突变体，能够以3,4-difluorostyrene为底物获得所需的非对映异构体，达到99%选择性和90%收率。这个酶的总转换数＞12000，部分结果已经发表。【McIntosh, J. A.; Arnold, F. H., Highly Stereoselective Biocatalytic Synthesis of Key Cyclopropane Intermediate to Ticagrelor. ACS Catalysis 2016, 6(11), 7910-7913】
这个研发工作的创新之处，在于不是针对已知的生物催化反应进行开发，而是对全新的反应开发了高效的生物催化剂。
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