Новости химической науки > Оксигеназа катализирует разрыв связи С–С

При изучении биосинтеза фосфинотрицинтрипептида [phosphinothricin tripeptide (PTT)] –гербицида и антибиотика природного происхождения исследователи из США установили строение катализатора необычной реакции разрыва связи С–С [1].

В ходе биосинтеза фосфинотрицинтрипептида разрывается связь углерод-углерод, этот разрыв приводит к превращению 2-гидроксиэтилфосфоната в 2-гидроксиметилфосфонат. (Рисунок из Nature, 2009. DOI: 10.1038/nature07972)

Исследователи заявляют, что результаты работы позволят превратить соединение в более мощные синтетические гербициды и антибиотики, и, может быть, решить проблему резистентности.

В 2007 группой под руководством Уильяма Меткалфа (William Metcalf) был обнаружен необычный ферментативный этап синтеза PTT, представлявший собой конверсию 2-гидроксиэтилфосфоната в гидроксиметилфосфонат [2]. Тем не менее, исследователи не предположили, как работает фермент, способствующий этой реакции, каково его трехмерное строение и как он может быть использован для синтетической химии.

В 2009 году, основываясь на результатах прежних работ, Меткалф провел полный анализ механизма действия фермента, а также расшифровал его трехмерную структуру с помощью рентгеноструктурного анализа. Фермент представляет собой безгемовую железосодержащую диоксигеназу, изученный фермент представляет собой первый пример биологического катализатора, способствующего разрыву связи С–С за счет железа, находящегося в активном центре.

Тем не менее, детальный механизм работы фермента пока еще неясен: необходимо дальнейшее изучение, которое позволило бы определить различное состояние железа и строение интермедиатов, образующихся в процессе реакции. Косвенные данные позволяют предположить, что супероксидный интермедиат спосбствует разрыву алифатической С–Н связи 2-гидроксиэтилфосфоната, инициируя тем самым разрыв связи C-C. В отличие от других ферментов того же класса, фермент, катализирующий переход 2-гидроксиэтилфосфоната в 2-гидроксиметилфосфонат работает без содействия кофакторов или дополнительных субстратов.

Источники: [1] Nature, 2009. DOI: 10.1038/nature07972; [2] Nature Chemical Biology, 2007. DOI: 10.1038/nchembio.2007.9

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #молекулярная биология, #химия полимеров