酵素触媒による分子間窒素原子移転による硫化物のエナンチオセレクティブイマデーション
Christopher C Farwell1, John A McIntosh, Todd K Hyster
1Division of Chemistry and Chemical Engineering 210-41, California Institute of Technology , 1200 East California Blvd, Pasadena, California 91125, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 6, 2014
まとめ
研究者は,シトクロームP450酵素を設計して,チオエーテルからスルフィミドの形成を触媒化しました. これにより,新しい窒素原子移転反応のためのバイオカタリシスを拡張します.
科学分野:
- バイオカタリシス バイオカタリシス
- 酵素工学とは
- オーガニック・シンセシス オーガニック・シンセシス
背景:
- 酵素工学は,新しい化学合成のためのバイオカタリシスを拡張します.
- サイトクロームP450は,酸化反応に関与するヘムを含む酵素です.
- エンジニアリングされたP450はC-H機能化を触媒化できますが,窒素挿入は新しい境界です.
研究 の 目的:
- P450触媒反応を,分子間窒素をチオエーテルに挿入することを含むように拡張する.
- この新しい反応における基質の作用範囲と電子効果を調査する.
- 反応性とステレオ選択性の制御におけるタンパク質工学の役割を理解する.
主な方法:
- バチルス・メガテリウム・サイトクロームP450BM3 (CYP102A1) の変種をエンジニアリングする.
- 様々なチオエーテル基板でP450BM3のバリエーションをテストする.
- 反応産物の分析により,収量,速度,およびステレオ選択性を決定する.
主要な成果:
- チオエーテルに窒素を分子間挿入して,エンジニアリングされたP450BM3.3を使用してスルフィミドを形成することを実証した.
- サブストラットの電子特性は,硫化成分の効率に大きく影響します.
- P450BM3における特定のアミノ酸置換は,反応速度とステレオ選択性に劇的な影響を及ぼします.
結論:
- エンジニアリングされたP450酵素は,新しい窒素原子移転反応を触媒化し,スルフィミドを形成することができます.
- タンパク質工学は,これらの生物触媒変換の反応性と選択性を制御するために不可欠です.
- この研究は,より洗練された窒素伝達型P450生物触媒の開発のための基盤を提供します.
関連する概念動画
Preparation and Reactions of Sulfides
4.3K
Sulfides are the sulfur analog of ethers, just as thiols are the sulfur analog of alcohol. Like ethers, sulfides also consist of two hydrocarbon groups bonded to the central sulfur atom. Depending upon the type of groups present, sulfides can be symmetrical or asymmetrical. Symmetrical sulfides can be prepared via an SN2 reaction between 2 equivalents of an alkyl halide and one equivalent of sodium sulfide.
4.3K
Electrophilic Aromatic Substitution: Nitration of Benzene
7.3K
The nitration of benzene is an example of an electrophilic aromatic substitution reaction. It involves the formation of a very powerful electrophile, the nitronium ion, which is linear in shape. The reaction occurs through the interaction of two strong acids, sulfuric and nitric acid.
7.3K
Nucleophilic Aromatic Substitution of Aryldiazonium Salts: Aromatic SN1
2.1K
Treating arylamines with nitrous acid gives aryldiazonium salts that are effective substrates in nucleophilic aromatic substitution reactions. The diazonio group in these salts can be easily displaced by different nucleophiles, yielding a wide variety of substituted benzenes. The leaving group departs as nitrogen gas, and this easy elimination is the driving force for the substitution reaction.
In the Sandmeyer reaction, for example, the diazonio group is replaced by a chloro, bromo,...
In the Sandmeyer reaction, for example, the diazonio group is replaced by a chloro, bromo,...
2.1K
Nucleophilic Aromatic Substitution: Elimination–Addition
2.9K
Simple aryl halides do not react with nucleophiles. However, nucleophilic aromatic substitutions can be forced under certain conditions, such as high temperatures or strong bases. The mechanism of substitution under such conditions involves the highly unstable and reactive benzyne intermediate. Benzyne contains equivalent carbon centers at both ends of the triple bond, each of which is equally susceptible to nucleophilic attack. This 50–50 distribution of products is...
2.9K
Sulfur Assimilation
553
Sulfur is an essential element in biological systems, contributing to synthesizing key biomolecules, including amino acids such as cysteine and methionine, and cofactors such as coenzyme A and biotin. Microorganisms primarily assimilate sulfur as sulfate (SO₄²⁻) from the environment, which must undergo a series of biochemical transformations before it can be incorporated into cellular components. As sulfate is highly oxidized, it must undergo assimilatory sulfate reduction to...
553
Electrophilic Aromatic Substitution: Sulfonation of Benzene
6.5K
Sulfonation of benzene is a reaction wherein benzene is treated with fuming sulfuric acid at room temperature to produce benzenesulfonic acid. Fuming sulfuric acid is a mixture of sulfur trioxide and concentrated sulfuric acid.
6.5K


