虽然 P450 催化的有机化合物氧化羟基化的机制已被详细研究多年,但对磺化氧化的了解却很少。根据各自底物的结构,血红素-Fe=O(Cpd I)、血红素-Fe(III)-OOH(Cpd 0)和血红素-Fe(III)-
H2O2(质子化的Cpd 0)已被提议为反应中间体。在本研究中,我们分别考虑了通过定向进化构建的 P450-BM3 区域选择性和对映选择性突变体催化的等排底物转化。1-
硫代色满酮和 1-四氢
萘酮被用作等排底物,因为与之前的研究分别涉及
硫代
脂肪酸和
脂肪酸等完全柔性化合物的研究不同,这些化合物是刚性的,不能在大 P450-BM3 结合口袋中以多种不同的构象和结合模式出现。包括活性和区域选择性和对映选择性在内的实验结果,辅以 300 ns 时间尺度内的分子动力学计算和过渡态能量的 QM/MM 计算,明确表明血红素-Fe = O(Cpd I)是常见的催化磺化和氧化羟基化的活性中间体。