Entdeckung neuer bakterieller Chalconisomerasen durch eine Sequenz‐Struktur‐Funktions‐Evolutions‐Strategie für die enzymatische Synthese von (S)‐Flavanonen. (30th June 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Meinert, Hannes; Yi, Dong; Zirpel, Bastian; Schuiten, Eva; Geißler, Torsten; Gross, Egon; Brückner, Stephan I.; Hartmann, Beate; Röttger, Carsten; Ley, Jakob P.; Bornscheuer, Uwe T.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 31(2021)
• Page Start: 17011
• Page End: 17016
• Publication Date: 2021-06-30
• Subjects: Biokatalyse -- Chalcon -- Chalconisomerase -- Flavanon -- Flavonoid; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202107182
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Die Chalconisomerase (CHI) ist ein Schlüsselenzym in der Biosynthese von Flavonoiden in Pflanzen. Die erste bakterielle CHI (CHIera ) wurde in Eubacterium ramulus identifiziert, aber Häufigkeit, evolutionärer Ursprung, Substratspektrum und Stereoselektivität sind bislang unklar. Hier beschreiben wir die Identifizierung von 66 neuen bakteriellen CHIs in Genbank durch eine neuartige Sequenz‐Struktur‐Funktions‐Evolutions (SSFE)‐Strategie. Diese neuen bakteriellen CHIs weisen ein breites Substratspektrum gegenüber einer Reihe hydroxylierter und methoxylierter Chalcone auf. Die Mutagenese der CHIera, basierend auf einem Substratbindemodell dieser neuen bakteriellen CHIs, resultierte in mehreren Varianten mit deutlich verbesserter Aktivität gegenüber diesen Chalconen. Zusätzlich wurden präparative Reaktionen mit diesen bakteriellen CHIs für fünf Chalcone durchgeführt, die ( S )‐Selektivität mit bis zu 96 % ee ergaben. Dies ermöglicht eine alternative biokatalytische Route zur Synthese von ( S )‐Flavanonen in hohen Ausbeuten. Abstract : Neue bakterielle Chalconisomerasen und deren Varianten wurden durch eine Sequenz‐Struktur‐Funktions‐Evolutions (SSFE)‐Strategie identifiziert. Diese sind in der Lage, Chalcone in Flavanone mit breitem Substratspektrum und strikter ( S )‐Stereopräferenz zu überführen, was eine biokatalytische Route zu ( S )‐Flavanonen eröffnet.