An enzymatic Alder-ene reaction.
An enzymatic Alder-ene reaction.
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DOI：
10.1038/s41586-020-2743-5
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发表时间：
2020-10
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Tang Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ohashi M;Jamieson CS;Cai Y;Tan D;Kanayama D;Tang MC;Anthony SM;Chari JV;Barber JS;Picazo E;Kakule TB;Cao S;Garg NK;Zhou J;Houk KN;Tang Y
化学研究中的一个持续挑战是设计选择复杂分子反应结果的催化剂。化学家依靠有机或过渡金属催化剂来控制立体、区域和周选择性（可能的周环反应中的选择性）。自然界通过各种酶实现了这些类型的选择性，例如最近发现的周环酶-催化周环反应的酶家族。迄今为止，大多数的特征酶周环反应是环加成，它一直难以合理化如何观察到的选择性实现。我们在这里报告发现两个同源组的pericyclases催化不同的反应：一组催化的Alder烯反应，以前未知的生物学;第二个催化立体选择性异Diels-桤木反应。在计算研究的指导下，我们将观察到的反应性差异合理化，并设计了突变体，这些突变体可以逆转从Alder-ene到hetero-Diels-桤木的周选择性，反之亦然。体外生化表征、计算研究、酶共晶结构和突变研究的结合提供了在几乎相同的活性位点中实现高区域选择性和周选择性的情况。
An ongoing challenge in chemical research is to design catalysts that select the outcomes of the reactions of complex molecules. Chemists rely on organo- or transition metal catalysts to control stereo-, regio-, and periselectivity (selectivity among possible pericyclic reactions). Nature achieves these types of selectivity with a variety of enzymes such as the recently discovered pericyclases – a family of enzymes that catalyze pericyclic reactions. To date, the majority of characterized enzymatic pericyclic reactions are cycloadditions and it has been difficult to rationalize how observed selectivities are achieved. We report here the discovery of two homologous groups of pericyclases that catalyze distinct reactions: one group catalyzes an Alder-ene reaction, previously unknown in biology; the second catalyzes a stereoselective hetero-Diels–Alder reaction. Guided by computational studies, we rationalized the observed differences in reactivities and designed mutants that reverse periselectivities from Alder-ene to hetero-Diels–Alder and vice versa. A combination of in vitro biochemical characterizations, computational studies, enzyme co-crystal structures, and mutational studies provide a picture of how high regio- and periselectivities are achieved in nearly identical active sites.
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影响因子：
21.8
作者：
Dan, Qingyun;Newmister, Sean A.;Williams, Robert M.
通讯作者：
Williams, Robert M.
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH
影响因子：
14.9
作者：
Davis IW;Leaver-Fay A;Chen VB;Block JN;Kapral GJ;Wang X;Murray LW;Arendall WB 3rd;Snoeyink J;Richardson JS;Richardson DC
通讯作者：
Richardson DC
影响因子：
15
作者：
Gustin, DJ;Mattei, P;Hilvert, D
通讯作者：
Hilvert, D
影响因子：
4.4
作者：
FRANCL, MM;PIETRO, WJ;POPLE, JA
通讯作者：
POPLE, JA