柠檬烯环氧化物水解酶突变体在立体选择性变换中的催化机制在结构和计算方面的启示

Structural and Computational Insight into the Catalytic Mechanism of Limonene Epoxide Hydrolase Mutants in Stereoselective Transformations

来源：JACS

IF：16.383

摘要：柠檬烯环氧化物水解酶（LEH）的定向进化催化环戊烯氧化物和环己烯氧化物的水解脱对称反应，导致（R，R）-和（S，S）选择性突变体。他们的晶体结构与广泛的理论计算相结合，揭示了这种广泛使用的酶的机制复杂性。从计算出各种途径的活化能中，我们发现了有利反应的潜在立体化学。令人惊讶的是，一些快速转化环己烯氧化物的最对映选择性突变体不会催化结构类似的环戊烯氧化物，如包含这种稍小底物的变体的附加X射线结构所示。我们根据以下几点来解释这个令人费解的观察结果：计算显示，由于结合袋的显着灵活性，亲核水和环戊烯氧化物之间的排列中断。相反，在环己烯氧化物的立体选择性反应中，很容易达到反应性构象。独特的组合结构的和计算数据可以观察到环氧化物水解酶的结构，并为未来研究蛋白质工程在与底物反应的催化机制奠定基础。