天津工生所利用丙酮酸脫羧酶實現分子內CC鍵合成

　　在有機合成反應中，分子內的立體選擇性C-C鍵形成對于構建手性環化合物具有至關重要的作用，利用焦磷酸硫胺素（ThDP）依賴型酶實現這類反應鮮有報道。

　　中國科學院天津工業生物技術研究所研究員朱敦明、吳洽慶帶領的生物催化與綠色化工團隊研究發現，ThDP依賴型的丙酮酸脫羧酶ZmPDC具有催化脂肪鏈二醛通過分子內C-C鍵的形成合成α-羥基環酮的功能。采用基因挖掘的手段，從基因數據庫中尋找到了5種新的丙酮酸脫羧酶，可以實現戊二醛、己二醛的分子內環化合成鄰羥基環戊酮和鄰羥基環己酮，產物ee值分別達到65%和91%，轉化率分別達到96%和99%。研究結果表明，脂肪鏈二醛亞甲基的數量會影響丙酮酸脫羧酶立體選擇性。通過丙酮酸脫羧酶與不同的羰基還原酶串聯，開發了“一鍋兩酶”合成重要的手性藥物合成砌塊1,2-環二醇的方法，其中，以戊二醛為底物可以合成三種構型的1,2-環戊二醇，以己二醛為底物可以合成兩種構型的1,2-環己二醇。該研究首次實現了ThDP依賴型酶催化脂肪鏈二醛的不對稱分子內C-C鍵合成，并為手性1,2-環二醇多種構型的合成提供了新的合成路徑。

　　相關研究成果已在Advanced Synthesis & Catalysis上發表。該研究工作得到中科院青年創新促進會項目（No.2016166）、國家自然科學基金（No.21472232）、天津市科學技術委員會重點科技項目（15PTCYSY00020和15PTGCCX00060）的支持。天津工生所碩士研究生張巖為論文第一作者。