碳稀轉移酶對環丙烷化的立體選擇
Provivi已經研究了亞鐵血紅素酶能夠催化卡賓轉移反應來生產手性環丙烷。一個與加州理工學院Frances Arnold實驗室合作的項目結果顯示一種新的、高效的用于手性環丙烷形成的立體選擇酶。這研發案例所創造的是一個在自然界中原來不存在的酶催化化學反應。
替格瑞洛（下圖所示）是一種用于中風后預防血栓的心血管藥物。高手性純度的非對映異構體ethyl-(1R,2R)-2-(3,4-difluorophenyl)-cyclopropanecarboxylate是合成替格瑞洛的一種關鍵中間體，可以通過酰胺形成和霍夫曼重排轉化為相應的胺。
Provivi/Caltech團隊開始通過定向進化創造一個碳烯轉移酶，能夠生產目標的高純度非對映異構體，如下圖所示。
在晶體結構的指導下，來自枯草芽孢桿菌的血紅蛋白截斷片段通過迭代突變和篩選，鑒別出了一個含有四突變的突變體，能夠以3,4-difluorostyrene為底物獲得所需的非對映異構體，達到99%選擇性和90%收率。這個酶的總轉換數＞12000，部分結果已經發表。【McIntosh, J. A.; Arnold, F. H., Highly Stereoselective Biocatalytic Synthesis of Key Cyclopropane Intermediate to Ticagrelor. ACS Catalysis 2016, 6(11), 7910-7913】
這個研發工作的創新之處，在于不是針對已知的生物催化反應進行開發，而是對全新的反應開發了高效的生物催化劑。
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