A Chemo-Mimetic Platform to Reprogram Metalloenzymes for Non-Natural Biocatalytic C-H Functionalization Reactions
用于非天然生物催化 C-H 功能化反应的金属酶重编程化学模拟平台
基本信息
- 批准号:10661833
- 负责人:
- 金额:$ 39.4万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-08-01 至 2027-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AnabolismBiochemicalBiochemistryBiologicalBiologyCatalysisChemicalsCollectionComputer ModelsDevelopmentEnzymesEvolutionGeneticHydrogen BondingKnowledgeMedicineMethodsMolecularOrganic SynthesisProcessProtein EngineeringProteinsReactionResearchSystemcatalystchemical synthesisdrug developmentdrug discoverydrug synthesisfunctional groupmetalloenzymemethod developmentmimeticsnovel therapeuticsprogramssmall moleculetool
项目摘要
Abstract/Summary
The development of methods for molecule construction and functionalization has expedited the drug
development process during the past decades. To this end, enzymatic C–H functionalization represents a
powerful approach to enable rapid molecular construction. Harnessing the ubiquitous C–H bonds in organic
molecules and genetic tunability of protein catalysts, enzymatic C–H functionalization provides sustainable
strategies to effect chemical transformations with high selectivity and efficiency. Despite significant advances,
the reaction scope of current enzymatic C–H functionalization is restricted to chemical reactivities acquired
through natural evolution. This limitation hampers the applications of enzymes for drug development as many
medicinally important chemical motifs are rarely present or even completely absent in biology. To expand the
chemical space of biosynthesis, we herein aim to develop new biocatalytic systems by repurposing
metalloenzymes for C–H functionalization reactions currently not present in biology. By integrating protein
engineering, computational modeling, organic synthesis, and biochemical and inorganic spectroscopic
analysis, we will create collections of metalloenzyme catalysts that can directly functionalize inert C(sp3)–H
bonds to install biomedically relevant chemical moieties. We envision that the enzymes we create will not
only provide powerful genetically encoded tools for numerous synthetic and biological applications, but will
also offer a fertile ground to enrich our fundamental knowledge of biochemistry and enzymatic catalysis
摘要/摘要
分子构建和功能化方法的开发使该药物加快了
在过去几十年中的发展过程。为此,酶C – H功能化代表
强大的方法来快速分子结构。利用有机的无处不在的C – H键
蛋白质催化剂的分子和遗传可鼠,酶C – H功能化可持续
以高选择性和效率实现化学转化的策略。尽管取得了重大进展,
当前酶C – H功能化的反应范围仅限于获得的化学反应率
通过自然进化。这种限制阻碍了酶在药物开发中的应用
在生物学中,很少存在或完全没有药物重要的化学基序。扩展
生物合成的化学空间,我们在这里旨在通过重新利用来开发新的生物催化系统
C -H官能化反应目前不存在生物学中的能力性反应。通过整合蛋白质
工程,计算建模,有机合成以及生物化学和无机光谱
分析,我们将创建可以直接功能化惰性C(SP3)–H的金属酶催化剂的集合
键安装生物医学相关的化学部分。我们设想我们创建的酶不会
仅为众多合成和生物学应用提供有力的遗传编码工具,但会
还提供肥沃的理由来丰富我们对生物化学和酶促催化的基本知识
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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