オレフィン・サイクロプロパネーションは,工学的に設計されたサイトクロームP450酵素によって触媒化されたカルベンの転送を経由して行われる
Pedro S Coelho1, Eric M Brustad, Arvind Kannan
1Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
Science (New York, N.Y.)
|December 22, 2012
まとめ
研究者は,カルベンの転移反応を実行するために,シトクロームP450酵素を設計し,サイクロプロパナ酸スタイレンの合成を可能にしました. この画期的な発見は,自然界でこれまで知られていなかった重要な有機合成反応の生物学的な方法を生み出しています.
科学分野:
- バイオカタリシス バイオカタリシス
- オーガニック・シンセシス オーガニック・シンセシス
- 酵素工学とは
背景:
- 移行金属触媒は,カルベン,ニトロン,オクセンの移転を通じてC=CおよびC-H結合の機能化に不可欠です.
- サイトクロームP450酵素はオクセンの移転のための自然の触媒ですが,生物学的カルベンのオレフィンへの移転は観察されていません.
- カーベンのオレフィンへの転移は,合成有機化学における重要なC−C結合形成反応である.
研究 の 目的:
- カーベンの転移反応を触媒化するサイトクロームP450 (((BM3) の変種を設計する.
- エンジニアリングされた酵素を用いてスタイレンを高度にダイアステロセレクティブおよびエナチオセレクティブにサイクロプロパン化する.
- 自然に存在しない合成的に重要な反応のための自然の酵素の適応を証明する.
主な方法:
- サイトクロームP450 (((BM3) の変種のタンパク質工学.
- ダイアゾエステル反応剤を用いたサイクロプロパネーション反応の触媒.
- サイクロプロパネーション製品の立体化学分析.
主要な成果:
- エンジニアリングされたサイトクロームP450 (((BM3) 変種は,カルベンのスタイレンへの転移を成功裏に触媒化しました.
- 酵素によるサイクロプロパネーションは,高いダイアステレオ選択性とエナチオ選択性で進行した.
- エンジニアリングされた酵素のために,推定カルベンの転送メカニズムが提案されました.
結論:
- 酵素工学は,P450sのような自然の酵素を,新しい合成変換に適応させることができます.
- この研究は,有機合成の重要な反応であるエナチオセレクティブ・サイクロプロパネーションのバイオカタリティック経路を確立しています.
- エンジニアリングされたP450は,カルベンの移転のための伝統的な金属触媒に持続可能で選択的な代替案を提供します.
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