酶的立体选择性控制仍然是主要挑战。为了深入了解酶立体识别的分子基础,并将antiPrelog羰基还原酶的来源扩展至β-
酮酸酯,进行了针对立体选择性反转的合理酶设计。设计的Q139G变体将酶对β-
酮酸酯的立体选择性从Prelog切换为antiPrelog,从而提供了相应的具有高对映体纯度(89.1–99.1%ee)的醇。更重要的是,在立体选择性和活性之间未找到众所周知的折衷方案。Q139G表现出比野生型酶更高的催化活性,提高了催化效率(k cat / K m)从1.1到27.1倍不等。有趣的是,突变体Q139G并未导致对芳族酮的立体选择性反转。酶-底物复合物的分析表明,β-
酮酸酯的结构柔韧性和新形成的空穴共同促进了抗Prelog-首选构象的形成。相比之下,芳族酮的相对较大和刚性的结构阻止了它们形成抗Prelog优先的构象。