遺伝的にプログラムされたキラル・オルガノボラン合成
S B Jennifer Kan1, Xiongyi Huang1, Yosephine Gumulya1
1Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology, 1200 East California Boulevard, MC 210-41, Pasadena, California 91125, USA.
研究者はキラルなオルガノボランを作るために バクテリアを設計しました 自然界では見られない新しい化学結合です この遺伝子でコード化されたプラットフォームは 細胞内で効率的で調整可能な 生物合成を可能にします
科学分野:
- 生物触媒と酵素工学
- 合成有機化学
- メタボリック・エンジニアリング
背景:
- 酵素工学は 自然の機能を超えた 新しい触媒機能を可能にします
- 非自然な化学結合の細胞生成には,互換性のある酵素と反応剤が必要です.
- 生体内でキラルなオルガノボランを作ることは,重要な合成課題です.
研究 の 目的:
- 遺伝的にコードされたバクテリアのプラットフォームを開発し,キラルなオルガノボランを生成する.
- 効率的な炭素-ボロン結合形成のための酵素変種を発見し,進化させる.
- 生命体内のボロン操作のための調整可能なシステムを確立する.
主な方法:
- 野生型Rhodothermus marinus cytochrome c (Rma cyt c) によるEscherichia coliにおけるボロン-水素結合へのカルベンの挿入の発見
- オーガノボラン合成の活性と特異性を高めるためのRma cytcの方向転換.
- グラムスケールの生産のための全細胞生物触媒の最適化.
主要な成果:
- E. コライで設計されたRma cyt cを用いて16の新規キラルオルガンボランを生産するプラットフォーム.
- 高い触媒効率:最大15300回,6,100h−1,99:1のエナティオメール比,100%の化学選択性.
- エンジニアリングされた酵素は,精製された形態と比較して,全細胞システムでより高い活性を示した.
- 調節可能なエナンチオプレファレンスは,いずれかのエナンチオメアの生成を許可した.
結論:
- ボリル化のためのDNAでコードされた 設計可能な細菌のプラットフォームを確立しました
- 既存のキラル触媒の400倍以上の 触媒の回転率を達成しました
- ボロンの化学的応用を 生命体内で拡大する可能性を 示した.
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