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Structural Insight into Enantioselective Inversion of an Alcohol Dehydrogenase Reveals a “Polar Gate” in Stereorecognition of Diaryl Ketones
对醇脱氢酶立体识别二芳基酮的“极性门”揭示了反向对映选择性的结构机理
来源:JACS
IF:14.6
摘要:二芳基酮是合成药物的重要组成部分,但由于其两个庞大的芳族侧链的位阻较大,通常难于还原。来自多孢克鲁维酵母(Kluyveromyces polyspora)的酒精脱氢酶(Kp ADH)具有很高的二芳基酮底物(4-氯苯基)(吡啶-2-基)酮(CPMK)转化率,且R构型的对映体选择性为82%ee。为了改造Kp ADH的立体选择性文章提出了一种“极性扫描”策略,其中鉴定了底物结合袋内部和入口处的六个关键残基。迭代组合诱变后,获得变体Mu-R2和Mu-S5具有增强的(99.2%ee,R)和反向的(97.8%ee,S)立体选择性。对Kp ADH野生型和两个突变体与NADPH结合的晶体结构进行分析,以阐明反向对映选择性的机理。基于MD模拟,Mu-R2-CPMK ProR和Mu-S5-CPMK ProS在反应前状态的形成上更有利底物的立体选择。有趣的是,在Mu-S5的底物结合口袋的入口处,发现了由四个残基(N136,V161,C237和G214)的α-碳形成的四边形平面。该平面充当底物的“极性门”。由于氯苯基和吡啶取代基之间的电荷特性差异,当CPMK穿过Mu-S5中的“极性门”时,CPMK的S构型方向将被定义,而野生型中的相似平面被多个芳香族残基阻止。本文结果为将ADH立体选择二芳基酮的工程化铺平了道路,并为立体选择性转化的机理提供了结构上的剖析。
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GMT+8, 2024-11-23 19:31
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