Tailoring the S‐Selectivity of 2‐Succinyl‐5‐enolpyruvyl‐6‐hydroxy‐3‐cyclohexene‐1‐carboxylate Synthase (MenD) from Escherichia coli
Tailoring the S‐Selectivity of 2‐Succinyl‐5‐enolpyruvyl‐6‐hydroxy‐3‐cyclohexene‐1‐carboxylate Synthase (MenD) from Escherichia coli
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定制大肠杆菌 2â琥珀酰â5â烯醇丙酮酰â6â羟基â3â环己烯â1â羧酸合酶 (MenD) 的 Sâ选择性
DOI：
10.1002/cctc.201300318
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
4.5
通讯作者：
Pohl M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Westphal R;Hahn D;Mackfeld U;Waltzer S;Beigi M;Widmann M;Vogel C;Pleiss J;Müller M;Pohl M
来自大肠杆菌（EcMenD， E.C. 2.2.1.9）的依赖于硫胺二磷酸（ThDP）的酶2 -琥珀酰- 5 -烯醇丙酮酰- 6 -羟基- 3 -环己烯- 1 -羧酸合成酶催化α -酮戊二酸（α - KG）和各种苯甲醛衍生物，具有优异的化学和高r -选择性（对映体过量（ee）约93%），生成手性α -羟基酮。基于最近开发的eds口袋概念，我们通过优化这些口袋中的受体底物的空间性能和稳定性来设计eds选择性ecmend变体。此外，最近描述的ecmend变体I474A/F475G对α - KG和苯甲醛（ee= 75%）的中等选择性可以通过选择性破坏theR通路而得到改善，从而导致变体I474A/F475G/R395Y （ee= 85% S）。随后对这种新变体的受体底物范围的研究显示出高选择性，特别是对间取代苯甲醛，它可以获得5 -羟基- 4 -氧- 5 -芳基戊酸酯，具有高达99%的对体选择性。因此，打开这些口袋并同时破坏theR途径的稳定性，为提高ThDP依赖性酶的这些选择性提供了一种潜在的新策略。
The thiamine diphosphate (ThDP)‐dependent enzyme 2‐succinyl‐5‐enolpyruvyl‐6‐hydroxy‐3‐cyclohexene‐1‐carboxylate synthase fromEscherichia coli(EcMenD, E.C. 2.2.1.9) catalyzes the carboligation of α‐ketoglutarate (α‐KG) and various benzaldehyde derivatives with excellent chemo‐ as well as highR‐selectivity (enantiomeric excess (ee) >93 %) to yield chiral α‐hydroxy ketones. Based on the recently developedS‐pocket concept, we engineeredS‐selectiveEcMenD variants by optimizing the steric properties and stabilization of the acceptor substrate in theS‐pocket. Moreover, the moderateS‐selectivity of theEcMenD variant I474A/F475G described recently for the carboligation of α‐KG and benzaldehyde (ee=75 %) could be improved by selective destabilization of theR‐pathway, which resulted in the variant I474A/F475G/R395Y (ee=85 %S). Subsequent investigation of the acceptor substrate range of this new variant revealed highS‐selectivity especially withmeta‐substituted benzaldehydes, which gave access to 5‐hydroxy‐4‐oxo‐5‐arylpentanoates with excellent enantioselectivities of up to 99 %ee S. Thus, opening theS‐pocket and simultaneous destabilization of theR‐pathway provides a potential general new strategy to enhance theS‐selectivity of ThDP‐dependent enzymes.
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