Abiological enzymatic C-H functionalization for bioactive molecule construction and diversification
用于生物活性分子构建和多样化的非生物酶 C-H 功能化
基本信息
- 批准号:10649561
- 负责人:
- 金额:$ 32.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-07-01 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccelerationAlkylationAminationAzidesCatalysisChemicalsChemistryCollectionComplexCreativenessCytochrome P450Derivation procedureDevelopmentDirected Molecular EvolutionEngineeringEnzymesEvolutionFamilyGoalsHemeHeme IronHydrogen BondingHydroxylationIronLaboratoriesMetalsMethodsMolecularNatureNitrogenPharmaceutical PreparationsPharmacologic SubstanceProcessPropertyReactionReagentResearchScaffolding ProteinSideStructureTechnologyTerpenesTransferaseWorkantimicrobialcarbenecatalystchemical synthesisdiazo compounddrug developmentdrug discoveryfunctional groupimprovedinnovationmanufacturenitrenenovelpharmacologicpolyketidesscaffoldsmall moleculetool
项目摘要
Project Abstract
Advances in molecule construction and diversification expedite drug discovery and development. Given the
ubiquity of C–H bonds in molecules, methods to selectively convert them into functional groups represent one
of the most attractive strategies to introduce diversity efficiently and enable rapid molecular construction.
Despite significant advances, however, directly and selectively functionalizing complex molecules bearing
multiple stereocenters and delicate functional groups remains a major challenge. Creative use of enzymes to
perform new-to-nature C–H functionalization reactions can greatly accelerate such processes, while providing
sustainable and more selective alternatives to currently used stoichiometric methods or noble metal catalysts.
We propose to start from enzymes that derivatize complex bioactive molecules via C–H hydroxylation and
engineer them by directed evolution to perform abiological C–H functionalization to furnish new C–C bonds or
C–N bonds. We envision that these efforts will establish a versatile biocatalytic platform that will provide rapid
access to derivatives of complex molecules with selectivity and efficiency unattainable by current synthetic
approaches. This work will also illustrate evolutionary innovation mechanisms and the rapid acquisition of
novel genetically encoded functions.
项目摘要
分子建设和多元化的进步加速了药物发现和开发。鉴于
C – H键在分子中的普遍性,选择性转化为官能团的方法代表一个
最有吸引力的策略是有效地引入多样性并实现快速分子结构。
尽管取得了重大进展,但是直接和有选择地功能化的复合物分子轴承
多个立体中心和精致的功能组仍然是一个重大挑战。创造酶的创造性使用
在提供新的C – H功能化反应可以大大加速此类过程,同时提供
可持续和更具选择性的替代方法,用于当前使用的化学计量方法或高贵的金属催化剂。
我们建议从通过C – H羟基化衍生复合生物活性分子的酶开始
通过指示进化来对其进行工程,以执行实践C – H功能化,以提供新的C – C键或
C – N键。我们设想这些努力将建立一个多功能的生物催化平台,该平台将提供快速
通过当前合成的选择性和效率无法获得的选择性和效率,访问复杂分子的衍生物
方法。这项工作还将说明进化创新机制和快速获取
新型遗传编码的功能。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An Enzymatic Platform for Primary Amination of 1-Aryl-2-alkyl Alkynes.
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- 影响因子:15
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- 通讯作者:Arnold FH
Navigating the Unnatural Reaction Space: Directed Evolution of Heme Proteins for Selective Carbene and Nitrene Transfer.
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- 发表时间:2021-03-02
- 期刊:
- 影响因子:18.3
- 作者:Yang Y;Arnold FH
- 通讯作者:Arnold FH
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- DOI:10.1016/j.copbio.2020.12.005
- 发表时间:2021-06
- 期刊:
- 影响因子:7.7
- 作者:Liu Z;Arnold FH
- 通讯作者:Arnold FH
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