Mengganti Nitrilase dengan Aktivitas Hidrasi Enantioselektif untuk Sintesis Efisien 2,2-Dimetilsiklopropanakarboksamida Kiral

ABSTRAK
2,2-dimetilsiklopropanakarboksamida kiral berfungsi sebagai zat antara farmasi yang penting. Akan tetapi, sintesis enantioselektif 2,2-dimetilsiklopropanakarboksamida sulit dilakukan karena sudut ikatan yang unik dan struktur planar yang kaku dari kerangka dimetilsiklopropana. Meskipun nitril hidratase menarik untuk biosintesis amida, aplikasi praktisnya terbatas karena spektrum substrat yang sempit dan enantioselektivitas yang buruk. Ketidakteraturan katalitik nitrilase telah membawa peluang untuk merekayasanya dengan aktivitas hidrasi yang spesifik dan enantioselektivitas yang ketat. Melalui pengaturan jarak karakteristik yang memengaruhi spesifisitas reaksi, serta daerah struktur antarmuka utama, nitrilase Ba NIT diubah menjadi enzim “mirip nitril hidratase” baru dengan aktivitas hidrasi yang ditingkatkan dan enantioselektivitas terhadap 2,2-dimetilsiklopropanakarbonitril. Ini merupakan contoh paradigmatik untuk sintesis amida kiral melalui nitrilase. Dibandingkan dengan tipe liar, proporsi amida yang disintesis oleh mutan meningkat dari 11,2% menjadi 98,8% dengan nilai rasio enantiomerik ( E ) meningkat dari 10,8 menjadi 291. Selain itu, analisis struktural-fungsional yang mendalam memberikan wawasan berharga ke dalam mekanisme molekuler yang mendasari peningkatan kinerja katalitik, meletakkan dasar yang kuat untuk desain rasional nitrilase dengan sifat yang disesuaikan untuk aplikasi yang lebih luas.