通過對一系列宏基因組的亞胺還原酶進行篩選和表徵實現生物催化...

2021-01-10 科學網

通過對一系列宏基因組的亞胺還原酶進行篩選和表徵實現生物催化還原胺化

作者：

小柯機器人

發布時間：2021/1/3 15:32:48

英國曼徹斯特大學的Nicholas J. Turner研究團隊通過對一系列不同的亞胺還原酶進行篩選和表徵，成功實現了還原胺化反應的生物催化。相關論文發表在2020年12月30日出版的《自然-化學》雜誌上。

在該文中，研究者報導了超過300種新發現的亞胺還原酶，並產生了一個大（384種酶）且序列多樣的用於篩選的亞胺還原酶庫。研究人員還開發了一個簡便高通量的篩選其活性的方法。通過這一途徑，研究人員發現了可接受不同結構酮和胺的亞胺還原酶生物催化劑，包括通過動態動力學拆分實現N-取代的β-氨基酯衍生物的製備級合成，且產率和手性選擇性優越。

據了解，尋找一個快速簡便的方法篩選蛋白質序列空間以發現用於非對稱合成的新型生物催化劑仍是酶發現過程中的挑戰和限速步。用於合成手性胺的生物催化策略愈發誘人，這其中包括酶催化不對稱還原胺化反應，它可以為許多高附加值產物提供一條高效合成路線。

附：英文原文

Title: Screening and characterization of a diverse panel of metagenomic imine reductases for biocatalytic reductive amination

Author: James R. Marshall, Peiyuan Yao, Sarah L. Montgomery, James D. Finnigan, Thomas W. Thorpe, Ryan B. Palmer, Juan Mangas-Sanchez, Richard A. M. Duncan, Rachel S. Heath, Kirsty M. Graham, Darren J. Cook, Simon J. Charnock, Nicholas J. Turner

Issue&Volume: 2020-12-30

Abstract: Finding faster and simpler ways to screen protein sequence space to enable the identification of new biocatalysts for asymmetric synthesis remains both a challenge and a rate-limiting step in enzyme discovery. Biocatalytic strategies for the synthesis of chiral amines are increasingly attractive and include enzymatic asymmetric reductive amination, which offers an efficient route to many of these high-value compounds. Here we report the discovery of over 300 new imine reductases and the production of a large (384 enzymes) and sequence-diverse panel of imine reductases available for screening. We also report the development of a facile high-throughput screen to interrogate their activity. Through this approach we identified imine reductase biocatalysts capable of accepting structurally demanding ketones and amines, which include the preparative synthesis of N-substituted β-amino ester derivatives via a dynamic kinetic resolution process, with excellent yields and stereochemical purities.

DOI: 10.1038/s41557-020-00606-w

Source: https://www.nature.com/articles/s41557-020-00606-w

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