Ein Verbindung‐I‐Analogon deckt die vorübergehende aktive Spezies eines Zytochrom‐P450‐Enzymes auf: Einblick in die Stereoselektivität P450‐katalysierter Oxidationen. (25th January 2023) - Suzuki, Kazuto; Stanfield, Joshua Kyle; Omura, Keita; Shisaka, Yuma; Ariyasu, Shinya; Kasai, Chie; Aiba, Yuichiro; Sugimoto, Hiroshi; Shoji, Osami
Abstract: Das Erfassen der Struktur von Zytochrom‐P450‐Enzymen in flagranti ist für die Entwicklung von P450‐Biokatalysatoren von entscheidender Bedeutung, da die meisten der bisher erfassten Strukturen in einer präkatalytischen Konformation gefangen sind. Das Herzstück der P450‐Katalyse ist Verbindung I (Vbd I), ein kurzlebiges, hochreaktives Zwischenprodukt, dessen widerspenstige Art die Mehrheit der Versuche vereitelt hat, katalytisch bedeutsame Konformationen von P450 zu erfassen. Wir zeigen die Kristallstruktur von P450BM3, die den Zustand genau im Momente vor der Epoxidierung nachahmt, der mit den experimentell ermittelten Stereoselektivitäten perfekt übereinstimmt. Die Kristallisation wurde durch Bindung des stabilen Vbd‐I‐Analogons Oxomolybdänmesoporphyrin IX an P450BM3 in Gegenwart Styrols erreicht. Die relative Ausrichtung Styrols zur Molybdän‐Sauerstoff‐Spezies in den Kristallstrukturen wirft ein Licht auf die Dynamik, die an der Drehung Styrols beteiligt ist, um seine Vinylgruppe Vbd I darzubieten. Diese Methode dient als leistungsfähiges Instrument zur Vorhersage und Modellierung der Stereoselektivität von P450‐Reaktionen. Abstract : Schnappschüsse von Zytochrom‐P450‐Enzymen mit ihren Substraten in katalytisch relevanten Konformationen zu erhalten stellt eine langjährige Herausforderung dar. Unter Ausnutzung der Eigenschaften eines künstlichen Porphyrins, das der äußerst instabilen aktiven Spezies von P450 ähnelt, konnte Styrol in Konformationen erfasst werden, die mit den experimentell ermittelten Ergebnissen übereinstimmen. Dieser Ansatz stellt ein vielversprechendes Hilfsmittel für die gezielte Entwicklung leistungsfähigerer P450‐Biokatalysatoren dar.