腈水合酶 (NHase,
EC 4.2.1.84) 是一种
金属酶,可催化腈转化为酰胺。NHase 的高效性和广泛的底物范围导致该酶作为
生物催化剂成功应用于
丙烯酰胺和烟酰胺的工业合成以及腈废物的
生物修复。
钴 (III) 和
铁 (III) 依赖性 NHase 的晶体结构揭示了一个不寻常的
金属结合基序,该基序由六个连续的
氨基酸组成,包括来自肽主链的两个酰胺氮和三个半胱
氨酸衍生的
硫配体,每个在一个不同的氧化态(
硫醇盐、次
磺酸盐和亚
磺酸盐)。基于这些晶体结构揭示的活性位点几何形状,我们设计了一系列小分子
配体,将 NHase
金属结合基序的基本特征整合到易于接近的肽环境中。我们报告了基于
吡啶-2,6-二
羧酸支架和
L-半胱氨酸、LS-甲基半胱
氨酸、L-甲
硫氨酸或
L-青霉胺的
配体的合成。这些
配体已与
钴 (III) 和
铁 (III) 结合,并作为仿生腈
水合催化剂进行了测试。使用
L-青霉胺配体观察到最高
水平的活性,该
配体与
钴