分子结构中普遍存在的
脂肪族C-H键的选择性官能化可以方便地获得多种
化学产品。虽然 C-H 键的酶促
氧化作用已经很成熟,但类似的酶促
氮官能化仍然未知。自然界依赖于预
氧化化合物来掺入
氮。同样,无偏 C-H 键的选择性
氮衍生化的合成方法仍然难以捉摸。在这项工作中,新的含血红素的
氮宾转移酶被用作酶定向进化的起点,以选择性地胺化和
酰胺化未激活的C(sp 3 )–H位点。提供了具有不同位点选择性的
甲基环己烷和
乙基环己烷的去对称化作为示范。这些谱系中进化的酶是高度混杂的,并且对多种底物表现出活性,为
氮宾转移酶功能的进一步进化提供了
基础。计算研究和动力学同位素效应(KIE)与逐步自由基途径一致,涉及不可逆的、对映决定的
氢原子转移(HAT),然后是较低势垒的非对映选择性决定的自由基反弹步骤。酶内分子动力学(MD)模拟揭示了一个主要是疏
水性的口袋,与底物具有有利的分散相互作用。通过提供来自饱和前体的直接路径,