hrvatski

Biokatalitička svojstva halogenhidrin-dehalogenaza skupine B u reakcijama nukleofilnog otvaranja epoksida

Halogenhidrin-dehalogenaze (HHDH) su enzimi koji imaju sposobnost uvođenja novih funkcionalnih skupina u molekulu, kataliziranjem reakcije otvaranja epoksida s različitim nukleofilima. Aktivno mjesto enzima može primiti više različitih neprirodnih nukleofila poput azida, cijanida i nitrita, zbog čega su enzimi privukli pažnju sintetske organske kemije. Njihova enantioselektivnost ovisi o strukturi supstrata, te često nije dovoljno visoka za sintetsku primjenu. Enzim HheB2 iz grupe B u prethodnim istraživanjima testiran je na relativno malom broju supstrata gdje je pokazao nisku enantioselektivnost, te je dugi niz godina ostao zanemaren u biokatalitičkim istraživanjima. U okviru ovog rada provedeno je opsežno ispitivanje dva divlja tipa HHDH iz skupine B: HheB iz Croynebacterium sp. soj N-1074 i HheB2 iz Mycobacterium sp. soj GP1 na nizu supstrata i nukleofila. Otkriveno je nekoliko visoko enantioselektivnih reakcija (E > 200), gdje je HheB pokazao bolju enantioselektivnost i aktivnost prema većem broju strukturno različitih supstrata u usporedbi s HheB2. Ova dva enzima dijele visoku homologiju sekvence i razlikuju se u samo četiri aminokiseline (F36I, T120A, C124Y, H125Q). Ispitivanjem mutanata HheB2 s modificiranim pojedinačnim aminokiselinama utvrđene su aminokiseline ključne za veću enantioselektivnost HheB u odnosu na HheB2. Eksperimentalni rezultati potvrđeni su i dodatno pojašnjeni računalnim analizama. Zbog izuzetne selektivnosti i aktivnosti B grupa HHDH nameće se kao odličan katalizator za sintezu velikih tercijarnih alkohola. Ispitivanjem različitih nukleofila prikazana je mogućnost sinteze enantiomerno čistih azido alkohola i oksazolidinona, a kinetičkim mjerenjima određen je stupanj inhibicije enzima prihvaćenim nukleofilma.

biokataliza, enantioselektivnost, epoksidi, HHDH, kinetička mjerenja, kinetička rezolucija, nukleofili

nije evidentirano