关键氨基酸突变位点R337 在苯丙酮单加氧酶催化的Baeyer-Villiger 氧化反应中的作用文献综述
2020-05-23 15:59:38
文 献 综 述 一、 前言 自1899年Baeyer-Villiger氧化反应的问世,首次将环酮转化成相应的内酯, 又由于该反应能控制产物的立体化学结构,在有机合成中对功能基转化和环扩张有重要的意义,是有机化学领域研究的热点之一。
随着科学家们的不断研究,BV反应得到了更深入的发展,其氧化所得的产物被广泛应用于合成许多天然产物和药物中间体以及一些高分子材料的单体等。
其催化剂的类型也在不断地增多,但是由于化学催化剂本身固有的弱点,催化效率低、选择性低、污染以及反应过程复杂副产物多等,研究者们开始向生物酶催化领域寻找更优越的催化剂。
本文将叙述生物酶催化剂Baeyer-Villiger 单加氧酶。
二、 单加氧酶(BVMO) 2.1 Baeyer-Villager氧化反应概述 Baeyer-Villiger氧化反应是一类重要的有机化学反应,它能实现功能基的转化,活化C-C键进行环扩张,进而合成一系列有价值的手性酯和内酯化合物[1]。
(图示1)自从这一反应被发现以来,它为由酮合成醋及内酷类化合物带来了极大的方便 2.2 BVMO结构及应用 单加氧酶(BVMOs) 属黄素类酶,是一类催化有机物分子直接加氧的酶。
其原理是催化一个氧原子与底物作用,使另一个氧原子被还原成水[3]( 图式2) 。
BVMO晶体结构主要由FAD结构域和NADPH结构域组成,两者之间存在特殊的Hinge结构。
此结构包括两条链,且在晶体结构中恰好与BVMO的底物结合口袋在空间上相近,因此 可以对链酮和环酮进行立体选择性 BV 氧化反应,转化成相应的酯或内酯.近年来,关于BVMO多样性的报道越来越多[4-5],有许多BVMO都在微生物代谢途径中起着重要作用[6-7] 图示2 BVMOs 催化的 BV 氧化反应 三、苯丙酮单加氧酶(PAMO) 3.1 PAMO概述 通过对基因组信息的深度分析,科学家们从Thermobifida Fusca[8]发现了一种与Baeyer-Villiger单加氧酶高度同源[9]的酶,其最适底物是苯丙酮,这就是苯基丙酮单加氧酶。
3.2结构特点 PAMO晶体结构由两个结构域组成:FAD和NADPH结构域,其催化活性位点位于晶体表面的一个凹缝处[10]。