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Adaptación de la triptófano sintasa TrpB para la formación selectiva de enlaces cuaternarios de carbono

  • 0Division of Chemistry and Chemical Engineering 210-41 , California Institute of Technology , 1200 East California Boulevard , Pasadena , California 91125 , United States.
Journal of the American Chemical Society +

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21 de noviembre de 2019

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21 de noviembre de 2019

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Resumen

Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores diseñaron una variante de la enzima triptófano sintasa, TrpB Pf_quat, para crear nuevos aminoácidos no canónicos. Esta enzima selectivamente forma estereocentros cuaternarios de todo carbono, expandiendo las capacidades de la química sintética.

Área De La Ciencia

  • Biocatálisis
  • Ingeniería de enzimas
  • Síntesis orgánica

Sus Antecedentes

  • La triptófano sintasa (TrpB) cataliza naturalmente la L-serina y la condensación del indol en L-triptófano.
  • Los esfuerzos de ingeniería anteriores permitieron a TrpB sintetizar aminoácidos no canónicos.
  • La creación de estereocentros cuaternarios sigue siendo un desafío en la química sintética.

Objetivo Del Estudio

  • Diseñar TrpB para la formación de enlaces C-C con oxíndolos 3-sustituidos.
  • Desarrollar una enzima capaz de generar nuevos estereocentros cuaternarios.
  • Para expandir la utilidad de TrpB diseñado para sintetizar diversos aminoácidos no canónicos.

Principales Métodos

  • Evolución dirigida de la enzima TrpB durante seis generaciones.
  • Utilizando como sustratos oxindoles 3-sustituidos, con y sin protección N1.
  • Utilizando la difracción de electrones de microcristales (MicroED) para la determinación de la configuración del estereocentro.

Principales Resultados

  • La variante TrpB diseñada, TrpB Pf_quat, exhibe un aumento de actividad de 400 veces para la alquilación de oxindoles sustituidos por 3.
  • La enzima forma selectivamente estereocentros cuaternarios de todo carbono en la posición gamma de los productos de aminoácidos.
  • TrpB Pf_quat demuestra regioselectividad para los carbonos terciarios en las lactonas y las cetonas.
  • Alta termostabilidad de las enzimas y niveles de expresión (> 500 mg/L en cultivos de E. coli).

Conclusiones

  • TrpB Pf_quat proporciona una plataforma biocatalítica eficiente y sostenible para la construcción de aminoácidos no canónicos con estereocentros cuaternarios de todo carbono.
  • La enzima modificada amplía el alcance de la formación de enlaces C-C en el biocatálisis.
  • El análisis de MicroED confirmó la estereoquímica de los estereocentros recién formados.

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