天津工业生物技术研究所在卤醇脱卤酶催化手性氧杂环丁烷合成方面取得新进展

氧杂环丁烷（Oxetane）是一种四元环醚类化合物，因其独特的化学性质和生物活性而在药物化学和天然产物研究领域占据显著地位。例如抗癌药物Paclitaxel（紫杉醇）、抗真菌药物Oxetin（氧丁霉素）等都含有相应的结构。在药物化学领域，氧杂环丁烷作为药物分子的核心骨架，对药物的理化性质和生物活性具有显著影响，包括增强水溶性、调节亲脂性、提高代谢稳定性以及优化分子构象等。鉴于此，开发一种高效、高选择性的合成手性氧杂环丁烷的新方法对于药物化学的发展具有重要意义。

近日，中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通（点击查看介绍）团队通过改造卤代醇脱卤酶（HheC），获得了四个高活力及高选择性突变体，可催化脱卤及开环动力学拆分反应。通过手性翻转，实现了16-18个（R）及（S）不同构型的氧杂环丁烷及γ-氨基醇类化合物的合成及放大反应。随后，作者结合分子动力学模拟，解析了最优突变体的手性识别分子机制。这为同类酶促新反应设计，实现生物合成新分子提供了新的借鉴。

改造卤醇脱卤酶合成手性氧杂环丁烷

相关工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、天津市合成生物技术创新能力提升行动资助。相关成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.期刊。中国科学院天津工业生物技术研究所博士后李军宽、袁波副研究员为该论文共同第一作者，孙周通研究员为该论文通讯作者。

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Stereoselective Synthesis of Oxetanes Catalyzed by an Engineered Halohydrin Dehalogenase

Junkuan Li, Bo Yuan, Congcong Li, Zhouzhou Zhao, Jiaxin Guo, Pengpeng Zhang, Ge Qu, Zhoutong Sun

Angew. Chem. Int. Ed., 2024, DOI: 10.1002/anie.202411326

导师介绍

孙周通

https://www.x-mol.com/university/faculty/280743