氧雜環(huán)丁烷是四元環(huán)醚類化合物，因獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和生物活性而在藥物化學(xué)和天然產(chǎn)物研究領(lǐng)域占據(jù)重要地位。在藥物化學(xué)領(lǐng)域，氧雜環(huán)丁烷作為藥物分子的核心骨架，對(duì)藥物的理化性質(zhì)和生物活性具有顯著影響，如增強(qiáng)水溶性、調(diào)節(jié)親脂性、提高代謝穩(wěn)定性及優(yōu)化分子構(gòu)象等。鑒于此，開發(fā)高效、高選擇性的合成手性氧雜環(huán)丁烷新方法對(duì)于藥物化學(xué)的發(fā)展具有積極意義。

近日，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所孫周通團(tuán)隊(duì)通過(guò)改造鹵代醇脫鹵酶，獲得了四個(gè)高活力及高選擇性突變體，可催化脫鹵及開環(huán)動(dòng)力學(xué)拆分反應(yīng)。通過(guò)手性翻轉(zhuǎn)，該研究實(shí)現(xiàn)了16-18個(gè)（R）及（S）不同構(gòu)型的氧雜環(huán)丁烷及γ-氨基醇類化合物的合成及放大反應(yīng)。進(jìn)一步，該團(tuán)隊(duì)結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬，解析了最優(yōu)突變體的手性識(shí)別分子機(jī)制。這為設(shè)計(jì)同類酶促新反應(yīng)、實(shí)現(xiàn)生物合成新分子提供了新借鑒。

相關(guān)成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動(dòng)專項(xiàng)的支持。

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改造鹵醇脫鹵酶合成手性氧雜環(huán)丁烷