研讨提醒首例催化Alder

近期，中国迷信院上海无机化学研讨所性命无机化学国度重点试验室周佳海课题组与美国加州年夜学洛杉矶分校唐奕课题组、Kendall N. Houk课题组协作，初次表征天然界中催化Alder-ene反响的酶及其催化氧杂Diels-Alder（DA）反响的同源卵白，解析这两类酶及其复合物的高分辩率晶体构造，并基于构造信息和盘算指点经过定点渐变完成周环选择性的逆转，说明两类酶若何应用简直雷同的活性位点完成周环选择性的精准掌握。

周环反响是指具有环状过渡态的协同反响，这类反响在自然产品分解中经常被使用于高效构建多个碳碳键，具有较好的平面选择性和区位选择性。2011年，美国德克萨斯年夜学Austin分校刘鸿文课题组初次判定出可以催化DA反响的周环酶SpnF。尔后，迷信家先后从多种自然产品的生物分解门路中判定出了分歧的新型周环反响酶。2019年，周佳海课题组与唐奕课题组协作，零碎地阐释了多功效周环酶LepI平面选择性脱水与催化杂DA反响、逆Claisen重排反响的分子机制。

在该研讨中，唐奕课题组以LepI为根底，从真菌自然产品生物分解门路中判定出6个具有很高序列类似度的O-甲基转移酶卵白PdxI、AdxI、ModxI、EpiI、UpiI、HpiI。体外酶学发明并验证，PdxI、AdxI、ModxI催化Alder-ene反响，而EpiI、UpiI、HpiI催化氧杂DA反响。周佳海课题组解析了Alder-ene反响酶PdxI以及氧杂DA反响酶HpiI的apo晶体构造，同时获得这两个酶与底物相似物以及产品的共晶构造。在此根底上，Houk课题组对Alder-ene反响酶PdxI催化系统停止DFT实际盘算、分子对接以及动力学模仿，提醒PdxI/AdxI/ModxI、EpiI/UpiI/HpiI这两组同源性的周环酶由于退化上的纤细不合招致了分歧周环选择性的分子机制。该研讨加深了对周环反响酶催化机制的懂得，为摸索Alder-ene反响和杂DA反响的新型生物催化剂供给了启发。

相干结果揭橥在《天然》上，唐奕课题组博士Masao Ohashi、博士研讨生Cooper S. Jamieson和周佳海课题组博士研讨生蔡毓娟并列论文第一作者。研讨获得国度天然迷信基金委严重研讨筹划重点项目、上海市优良学术带头人项目、上海市国际协作项目标赞助，晶体衍射数据在上海光源BL17U1和国度卵白质举措措施BL18U1 、BL19U1处搜集。(100yiyao.com）