人工黄金酶使用基因编码的基于硫的高贵金属结合性连接体

科学领域:

• 生物有机化学 生物有机化学
• 酵素工程是什么意思 酵素工程
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 将贵金属纳入人工金属酶 (ArM) 受到自然氨基酸中适合的软协调联体的有限可用性的阻碍.
• 开发具有贵金属活性位点的ARM需要新的连接物设计和金属结合的战略.

研究的目的:

• 为了设计一种新的类型的ARM,具有基因编码的贵金属结合部位.
• 为了利用一种非正规的基于硫的氨基酸,4-mercaptophenylalanine (pSHF),作为贵金属的软联体.
• 为了证明由此产生的黄金的催化活性,在胺化反应中的ArM.

主要方法:

• 将4-mercaptophenylalanine (pSHF) 遗传编码到转录调节器LmrR中,使用停止密码子抑制.
• 使用质谱学,UV/Vis光谱学和X射线晶体学对黄金的表征.
• 网站和突变发生和对珠子进行选,以优化ArM.

主要成果:

• 纳入LmrR的pSHF在低氧化状态下作为黄金的有效连接体.
• 黄金(I) ArM成功催化了2乙烯氨酸的胺反应,其周转数超过50.
• 高区域选择性 (高达98%) 在乙烯基氨酸基质的胺化过程中实现,产生二基纳产品.
• 为了获得最佳的活性,每种蛋白质二元体需要两种相当于黄金的物质.
• 局部定向突变发生法确定了一种单一突变,对特定基质具有增强活性.

结论:

• 基于铁醇的氨基酸是酶工程中贵金属的可行的替代配体.
• 这项工作扩大了贵金属催化在人造金属酶领域的范围.
• 开发的ARM为协调化学和催化应用提供了新的可能性.