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????????迩来，世界出名期刊《acs?catalysis》在线宣告了生命科学技能学院林双君团队的研讨作用“one-pot asymmetric synthesis of an aminodiol intermediate of florfenicol using engineered transketolase and transaminase”。林双君教授为通讯作者，生命科学技能学院研讨生刘琦为第一作者。
????????在对转酮酶和转氨酶催化机制和蛋白规划知道基础上，使用分子对接办法树立了酶-底物联系模型，并根据此方案半理性骤变战略，翻转了转酮酶的立体选择性，转氨酶的对映体偏好性和醛酮选择性，进而偶联转酮酶和转氨酶骤变体一锅法组成了结尾羟基手性中心体(1r,2r)-对甲磺砜基苯丝氨醇，产率可以抵达76%，非对映体选择性最高为96%?de?和对映体选择性>99%?ee，为氟苯尼考的制备供给了最直接的手性中心体。
转酮酶ectk1的蛋白质进化
转酮酶ectk1 (a)和ectk1_yyh (b)与醛1的分子对接
转氨酶ata117的蛋白质进化
????????根据方案，研讨者从一系列转酮酶和转氨酶中选择出能有用催化开始底物醛1的转酮酶骤变体ectk1和有用催化转酮酶产品2氨基化的ω-转氨酶ata117。为了查询转酮酶的立体选择性，树立了一个经过非手性液相测定2立体构型的办法，即偶联一个对2根柢无立体选择性的r-转氨酶骤变体ata117_ac，将(s)-和(r)-2别离转化成(1s,2r)-和(1r,2r)-3。然后可以断定ectk1是s-选择性的，催化发生的羟酮中心体为s-构型（93.3%?ee）(如图1所示)。因为所方案的道路是组成r-羟酮中心体，因而根据转酮酶的蛋白质规划和催化机制对该酶作了半理性改造。首要将底物醛1对接进ectk1晶体规划的活性口袋中 (如图2a所示)，发现醛羰基与h26和h261存在氢键彼此作用，而f434位于醛羰基的不和。因而提出一个假定，假定经过氨基酸骤变改动醛羰基的定位，那么很有可以会改动羟酮产品的立体构型。为了翻转醛羰基的朝向，选用了“破然后立”的战略，即先打破现有的氢键彼此作用，然后树立新的氢键彼此作用。经过迭代的饱满骤变和理性骤变，获得了立体选择性完全翻转的ectk1_yyf和ectk1_yyh骤变体，ee(r)别离为91.6%和95.2% (如图1所示)。经过将骤变体ectk1_yyh与底物醛1进行分子对接，证明晰醛羰基的朝向的确发生了翻转，与不和的y434构成了新的氢键(如图2b所示)。
分子动力学数据的计算
????????在完成转酮酶的立体选择性翻转后，作者根据r-2底物与ata117_ac的分子对接，对转氨酶作了迭代饱满骤变，选择所得骤变体ata117_achh翻转了对手性羟酮中心体2的对映体偏好性和醛酮底物选择性，即从野生型ata117对s-酮的偏好性(es=8.5)翻转为骤变体ata117_achh对r-酮的偏好性(er=11.7) (如图3所示)；从野生型ata117对醛的偏好性翻转为骤变体ata117_achh对酮的偏好性。为了查询ata117_achh对r-酮的偏好性，别离作了ata117_achh与-s酮2b和r-酮2a的分子动力学仿照，证明氨基供体pmp的氨基与r-酮的羰基间隔在3.5?支配，而与s-酮羰基间隔为10-30? (如图4所示)。
????????在获得了适合的转酮酶和转氨酶骤变体之后，将两个酶偶联一锅反应组成了方针产品氟苯尼考手性中心体(1r,2r)-对甲磺砜基苯丝氨醇，产率为76%，非对映选择性为96%?de和对映选择性>?99%?ee，而且进一步将该级联反应拓宽到其他一系列对位替代的苯甲醛，组成了相应的(1r,2r)-对位替代的苯丝氨醇衍生物，产率为51-80%，de为95-97%。
????????该研讨作业得到了国家要点研发方案项目(2021yfa0901900)和国家天然科学基金项目(21632007，31425001)的赞助。
论文联接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01229
作者：生命科学技能学院
供稿单位：生命科学技能学院????
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