【Angew. Chem. Int. Ed.】定向进化改变邻位氧螯合酶的催化反应轨迹

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邻位氧螯合物（VOC）金属酶超家族催化高度多样的反应，其机制以邻位氧原子与金属离子中心的双齿配位为特征，但仍然缺乏一个控制反应轨迹的平台，尤其是对于邻醌代谢途径。作为VOC金属酶超家族的重要代表，二醇外双加氧酶（EDOs）和二醇内双加氧酶（IDOs）利用金属离子中心（如Fe2+或Mn2+）激活氧分子和邻二醇底物进行环的解构。

近期，南京中医药大学谭仁祥团队报道了VOC酶ChaP的定向进化双功能转换。ChaP从类外二醇（EL）邻醌裂解双加氧酶（伴随α-酮酸脱羧催化）定向进化为具有邻羟基苯甲酸脱羧酶性质的类内二醇（IL）邻醌解构酶突变体。



图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

 

结合标记实验和理论计算，ChaP和CVs的晶体结构提供了关于这一系列酶生化催化机制的见解。D49L位点突变使得金属离子改变其与不同单体中酪氨酸-苯氧基原子的配位，从而改变反应轨迹。此外，通过后续用丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸和丝氨酸中的任何一种取代Y92残基进一步提高区域特异性。这项研究表明VOC酶具有不可预测的催化多样性和酶可塑性。


图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

 

参考文献：Alteration of the Catalytic Reaction Trajectory of a Vicinal Oxygen Chelate Enzyme by Directed Evolution

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202201321

原文作者：Yi Shuang Wang+, Wan Zheng+, Nan Jiang+, Yun Xia Jin+, Zi Kang Meng, MengXin Sun, Yu Liang Zong, Tong Xu, Jiapeng Zhu,* and Ren Xiang Tan*


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