Thieme化学期刊SYNLETT创刊于1989年，为庆祝创刊30周年特推出SYNLETT珍珠周年特刊，来自世界顶级研究小组的30篇论文在周年特刊上发表，其中包括7篇来自中国作者的论文(包括与外国学者合作)。我们将中国作者的论文制作成特辑，在此与您一一分享，敬请关注。
化学工程细胞色素c催化的内酯-碳烯B–H插入
Engineered Cytochrome c-Catalyzed Lactone-Carbene B–H Insertion
作者
Kai Chen, Xiongyi Huang, Shuo-Qing Zhang, Andrew Z. Zhou, S. B. Jennifer Kan , Xin Hong, Frances H. Arnold
关键词
细胞色素 c - 碳烯 - 有机硼化物 - 内酯 - 生物催化剂 - 定向演化
以前的工作已经表明，一个血红素蛋白质变体，海洋红嗜热盐菌细胞色素 c (Rma cyt c)，能够高效且高选择性地催化非生物性碳烯硼-氢 (B–H) 键插入。因此，我们研究了环内酯碳烯的碳-硼键形成化学反应。使用定向演化，我们获得一个Rma cyt c变体BORLAC，它对五和六元环内酯碳烯的B–H插入具有高度选择性且反应非常高效（高达 24,500 的总转换数和 97.1:2.9 的对映异构率）。该酶与七元环内酯碳烯的反应活性很低。计算研究表明，与五和六元环内酯碳烯相比，七元环内酯碳烯中间体具有高度扭曲的几何结构。细胞色素 c 定向演化以及关键铁-碳烯中间体的计算特征使我们能够延伸酶催化碳烯B–H插入范围以生成新的环内酯硼化物。
总之，我们延伸了生物催化 B–H 插入化学反应的碳烯范围，以包括环内酯碳烯 。通过进一步开发基于 Rma cyt c 的生物催化平台，我们评估了具有制备规模，且达到前所未有的催化效率（高达 24,500 TTN）和高对映体选择性（高达 97.1:2.9 对映异构率）的一系列有机硼化物。计算研究提供了不同环数环内酯碳烯中间体构象和电子状态的信息。对这种机制的理解以及新的生物催化剂变体的发现有助于进一步延伸硼化反应以及其他碳烯转换反应的碳烯范围。
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