Die gerichtete Evolution einer Halogenid‐Methyltransferase erlaubt die biokatalytische Synthese diverser SAM‐Analoga. (12th November 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Tang, Qingyun; Grathwol, Christoph W.; Aslan‐Üzel, Aşkın S.; Wu, Shuke; Link, Andreas; Pavlidis, Ioannis V.; Badenhorst, Christoffel P. S.; Bornscheuer, Uwe T.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 3(2021)
• Page Start: 1547
• Page End: 1551
• Publication Date: 2020-11-12
• Subjects: Bioalkylierung -- Halogenid-Methyltransferase -- Methylierung -- Protein-Engineering -- SAM-Analoga; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202013871
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Biokatalytische Alkylierungen sind wichtige Reaktionen, um chemo‐, regio‐ und stereoselektiv alkylierte Verbindungen zu erhalten. Dies kann mit S‐Adenosyl‐l ‐methionin (SAM)‐abhängigen Methyltransferasen und SAM‐Analoga erreicht werden. Kürzlich wurde gezeigt, dass eine Halogenid‐Methyltransferase (HMT) aus Chloracidobacterium thermophilum SAM ausgehend von SAH und Methyliodid herstellen kann. Wir entwickelten einen Iodid‐basierten Assay für die gerichtete Evolution einer HMT aus Arabidopsis thaliana und nutzten diesen, um eine V140T‐Variante zu identifizieren, die auch Ethyl‐, Propyl‐, und Allyliodid akzeptiert, um die entsprechenden SAM‐Analoga herzustellen (90, 50 und 70 % Umsatz ausgehend von 15 mg SAH). Die V140T‐AtHMT wurde in einer Eintopfkaskade mit O ‐Methyltransferasen (IeOMT und COMT) eingesetzt, um die regioselektive Alkylierung von Luteolin und 3, 4‐Dihydroxybenzaldehyd zu erzielen. Obwohl eine Kaskade zur Propylierung von 3, 4‐Dihydroxybenzaldehyd niedrige Umsätze ergab, konnte das Propyl‐SAH‐Intermediat durch NMR‐Spektroskopie bestätigt werden. Abstract : Biokatalytische Alkylierungen sind wertvolle Funktionalisierungen im späten Synthesestadium, erfordern aber S ‐Adenosylmethionin (SAM)‐Analoga. Mithilfe gerichteter Evolution wurde eine Halogenid‐Methyltransferase erzeugt, die preiswerte und gut verfügbare Alkyliodide in SAM‐Analoga umsetzen kann. In einer Kaskade mit Methyltransferasen ermöglichte dies chemo‐, regio‐ und stereoselektive Alkylierungen, die mit chemischen Methoden nur schwer erzielbar sind.