Entdeckung und Design promiskuitiver Acyltransferase‐Aktivität in Carboxylesterasen der Familie VIII. (23rd November 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Müller, Henrik; Godehard, Simon P.; Palm, Gottfried J.; Berndt, Leona; Badenhorst, Christoffel P. S.; Becker, Ann‐Kristin; Lammers, Michael; Bornscheuer, Uwe T.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 4(2021)
• Page Start: 2041
• Page End: 2045
• Publication Date: 2020-11-23
• Subjects: Acyltransfer -- Acyltransferase -- Biokatalyse -- Familie-VIII-Carboxylesterase -- Veresterung; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202014169
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Promiskuitive Acyltransferase‐Aktivität ist die Eigenschaft mancher Hydrolasen, in wässriger Lösung Acyltransfer statt Hydrolyse zu katalysieren. Niedrige Enantioselektivität bzw. Effizienz, signifikante Produkthydrolyse und das begrenzte Substratspektrum bekannter Acyltransferasen stellen erhebliche Nachteile für industrielle Anwendungen dar. Durch aktivitätsbasiertes Screening von Hydrolasen konnte die Carboxylesterase EstCE1 aus der Familie VIII als beispiellos effiziente Acyltransferase identifiziert werden. EstCE1 kann die irreversible Amidierung und Carbamoylierung von Aminen in Wasser katalysieren, wie hier am Beispiel der Synthese des Wirkstoffs Moclobemid gezeigt. Detaillierte Struktur‐Funktions‐Analysen basierend auf der hier gelösten Kristallstruktur von EstCE1 identifizierten ein Sequenz‐Motiv, das sich als bedeutsam für die promiskuitive Acyltransferase‐Aktivität herausstellte. Die Übertragung dieses Motivs führte zur Umwandlung einer "Hydrolase" in eine "Acyltransferase". Abstract : Promiskuitive Acyltransferase‐Aktivität ist weit verbreitet in Carboxylesterasen der Familie VIII. Eine detaillierte Struktur‐Funktions‐Analyse vertieft das Verständnis dieser bemerkenswerten Aktivität und ermöglicht die rationale Umwandlung einer Hydrolase in eine Acyltransferase durch Einführung einer einzigen Mutation.