Aminación de enlaces C-H enzimáticos quimioselectivos catalizados por un citocromo P450 que contiene un cofactor Ir...

Área de la Ciencia:

• Biocatálisis
• Química organometálica
• Ingeniería de enzimas

Sus antecedentes:

• Las enzimas del citocromo P450 están diseñadas para la aminación de enlaces C-H abiológicos.
• La baja quimioselectividad y el alcance del sustrato limitan las reacciones de aminación catalizadas por P450 actuales.
• La reducción competitiva de sustratos de azido a sulfonamidas es un gran desafío.

Objetivo del estudio:

• Diseñar enzimas P450 con una mejor quimioselectividad y un alcance de sustrato más amplio para la aminación C-H.
• Investigar el uso de cofactores de porfirina de iridio en la aminación catalizada por P450.
• Desarrollar métodos eficientes para la identificación de variantes de enzimas mejoradas.

Principales métodos:

• Las P450 de ingeniería de organismos termófilos con cofactores de porfirina de iridio (Ir(Me) -PIX.
• Catalización de la aminación de enlace C-H intramolecular enantioselectiva de los azidos de sulfonilo.
• Detección rápida de mutantes del CYP119 que contienen Ir (Me) -PIX en los lisados celulares.

Principales resultados:

• Se obtiene una alta quimioselectividad (> 20:1) para la aminación C-H sobre la reducción azida.
• Productos formados en hasta un 98% de rendimiento con números de facturación (TON) de ~300.
• Se ha demostrado una enantioselectividad de hasta 95:5 y una selectividad divergente del sitio.
• Alcance de sustrato más amplio en comparación con las enzimas que contienen porfirina de hierro.

Conclusiones:

• Las Ir (Me) -PIX que contienen P450 ofrecen un rendimiento superior para la aminación C-H en comparación con las enzimas basadas en hemo.
• El cribado rápido en lisatos celulares acelera el descubrimiento de variantes enzimáticas altamente activas.
• Este trabajo proporciona una plataforma para descubrir enzimas para desafiar las reacciones de aminación C-H.