【ACS Catal.】醛结合空间约束下D-苏氨酸醛缩酶的Cβ-选择性羟醛加成反应

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D-苏氨酸醛缩酶（DTA）是一种有用的生物催化剂，能可逆地将甘氨酸和醛转化为氨基酸β-羟基-α-D氨基酸。然而，低活性和低非对映选择性限制了其应用。近期，韩国庆北大学Kyung-JinKim组报道了Filomicrobiummarinum来源的DTA（FmDTA），与其他已知DTA的比较，FmDTA催化产生D-苏氨酸显示出更高的活性和Cβ立体选择性。

图片来源：ACS Catal.

 

该研究获得了分辨率为2.2Å的 FmDTA晶体结构，并提出了以Lys49内质子库和金属离子为核心的DTA催化机理。


图片来源：ACS Catal.

 

接着，FmDTA通过基于反应机理中反特异性醛位置空间约束进行工程化理性设计，获得具有高Cβ-立体选择性的突变体，并将其应用于DTA的合成。


图片来源：ACS Catal.


研究结果显示，突变体FmDTAG179A/S312A对D-苏氨酸的合成具有近乎完美的99.5%的de值，并且即使在动力学不利的条件下，de值也保持在93%以上。

图片来源：ACS Catal.

这项研究表明如何详细了解反应机理，可用于蛋白质工程的理性设计。

参考文献：Cβ-SelectiveAldol Addition of D‑Threonine Aldolase by Spatial Constraintof Aldehyde Binding

ACS Catal. 2021, 11, 6892−6899

原文作者：Sung-HyunPark,# Hogyun Seo,# Jihye Seok, Haseong Kim, Kil Koang Kwon, Soo-Jin Yeom,* Seung-GooLee,* and Kyung-Jin Kim*


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