February 16th, 2018
카이 랄 아미노 알콜 건설 기계 유기 합성에 사용 하기 위해 다양 한 분자입니다. 패-리 신에서 시작, 우리 diastereoselective C H 산화 촉매 dioxygenase에 의해 해당 수 아미노산의 carboxylic 산 moiety의 분열에 의해 다음에 의해 결합 하는 효소 캐스케이드 반응에 의해 아미노 알콜을 합성 한 decarboxylase입니다.
이 절차의 전반적인 목표는 유기 합성을 위한 키랄 보조제에서 제약 요법에 이르기까지 광범위한 응용 분야를 가진 화합물인 키랄 아미노산 알코올을 합성하고 정제하는 것입니다. 이것은 천연 아미노산에서 파생된 키랄 아미노 알코올, 라이신을 한 부분으로 구성된 절차에서 2단계 또는 3단계로 접근할 수 있는 모든 수율 측정기입니다. 이 절차의 주요 장점은 프로토콜의 단순성과 정제 단계의 효율성입니다.
이 과정을 시연할 사람은 제 연구실의 기술자인 오렐리 포시-주엔(Aurelie Fossey-Jouenne)입니다. 디하이드록실레이티드 라이신 유도체를 합성하려면 250ml 삼각 플라스크에 헤페스 완충액, l-라이신, 알파키타 글루타르산, 아스코르브산나트륨 및 더 많은 소금을 첨가합니다. 그런 다음 추가 할 효소 용액의 부피를 고려하여 최종 부피 10ml에 물을 첨가합니다.
디옥시게나제 KD-01을 ml당 0.075mg의 최종 농도로 첨가합니다. 반응 혼합물을 실온에서 300rpm으로 적절한 시간 동안 흔듭니다. 혼합 후 반응 혼합물 10mcl를 1.5ml 에펜도르프 튜브에 옮깁니다.
그런 다음 아퀴아스 중탄산나트륨 용액, 에탄올, ml당 2.5mg의 DNFB 용액을 에탄올에 추가합니다. 마이크로튜브를 닫고 용액을 1000rpm, 섭씨 65도에서 1시간 동안 흔듭니다. 완료되면 미니 원심분리기를 사용하여 용액을 가라앉힙니다.
반응 혼합물을 10mcl의 1M 히드로클로산으로 담금질합니다. 용액을 소용돌이친 다음 미니 원심 분리기를 사용하여 용액을 가라앉힙니다. 1ml 루어 주사기를 사용하여 0.22mcm 붓기 크기의 친수성 폴리비닐리덴 플루오라이드 멤브레인으로 직경 4mm 무멸균 주사기 필터 위에 혼합물을 여과합니다.
그런 다음 유도체화된 반응 혼합물 샘플을 HPLC 기기에 넣습니다. UV 검출을 사용하여 400나노미터에서 C-18 컬럼에 10mcl를 주입하여 제품을 분석합니다. 반응 모니터링에서 반응이 완료된 것으로 나타나면 알파키타 글루타르산, 아스코르브산나트륨 및 더 많은 소금을 플라스크에 추가합니다.
ml당 0.5mg의 아포록시메이트 최종 농도에 deoxygenase KD-02를 추가합니다.초기 반응 부피를 사용하여 계산되었습니다. 반응 혼합물을 실온에서 300rpm으로 18시간 동안 흔듭니다.
반응 모니터링에서 완료된 반응이 나타나면 100mcl의 100milimolar DTT를 반응 혼합물에 추가합니다. 플러스 100mcl의 100 milimolar PLP. 정제된 탈카르복실라제 Dccpin을 ml당 0.5mg의 대략적인 최종 농도로 추가합니다.
초기 반응 부피를 사용하여 계산되었습니다. 그런 다음 반응 혼합물을 실온에서 300rpm으로 18시간 동안 흔듭니다. 반응이 완료되면 플라스크를 얼음 수조에 넣어 혼합물을 식힙니다.
6 molar hcl 0.25ml를 조심스럽게 넣고 첨가하는 동안 냉 반응 혼합물을 부드럽게 흔든다. 이제 유리 목초 피펫을 사용하여 acdic 혼합물을 50ml 원추형 바닥 원심 분리기 튜브로 옮깁니다. 혼합물을 1, 680배 중력, 섭씨 4도에서 15분 동안 원심분리합니다.
원심분리 후 상층액을 250ml 라운드바텀 플라스크로 옮깁니다. 다음으로, 펠릿이 들어있는 원심 분리기 튜브에 탈 이온수 10ml를 추가합니다. 펠릿을 다시 매달기 위한 Vortex.
샘플을 원심분리한 후 상등액을 첫 번째 상등액을 포함하는 둥근 바닥 플라스크로 옮깁니다. 일정한 손 소용돌이로 플라스크를 액체 질소로 출현시켜 수집된 상등액을 동결합니다. 플라스크를 즉시 벤치탑 매니폴드 동결 건조기로 옮겨 재료가 해동되는 것을 방지하십시오.
동결 건조 과정이 완료되면 동결 건조기에서 플라스크를 제거하고 정제 단계를 수행합니다. mono-hydroxyl L-lysines의 biocatalytic decarboxilation를 위해 S Rhumerentium의 DC는 모든 mono-hydroxy lysine에 대한 활성을 나타냈습니다. 여기서 해당 키랄 하이드록시-디아민의 3개 및 5개 유도체에 대해 관찰된 최상의 전환.
예상대로 Dccpin은 4R-hydroxy-L-lysine 2의 탈카르복실화에 가장 적합한 것으로 판명되었습니다. 표준 반응 조건에서, 3S-하이드록시-L-라이신 1이 DCcpin과 함께 탈카르복실화된 대응물 5로 전환되는 것은 낮았다. 그리고 5R-하이드록시-L-라이신에 대해서는 어떠한 활성도 관찰되지 않았다.
dehydroxy-L-lysine의 생체 촉매 탈카르복실화를 위해 표준 반응 조건에서 3R, 4R, dihydroxy-L-lysine 3 만 해당 dihydroxy-diamine 7로 정량 적으로 전환되었습니다. 45-dihydroxy-L-lysine 8의 전환은 중간 정도였으나 효소 부하를 증가시킴으로써 개선되었다. 어느 PLP-DC도 35-디하이드록시-L-라이신 9에 대해 활성화되지 않았습니다.
HPLC 모니터링에 의해 결정된 정량적 변환을 나타내는 효소 캐스케이드 반응은 성공적으로 확장되었습니다. 아미노 알코올은 복합 효소 반응 혼합물 및 우수한 야일드로부터 정제하고, NMR을 특징으로 하였다. 일단 마스터되면 이 효소 캐스케이드 합성 및 후속 정제는 적절하게 형성된 경우 48시간 이내에 완료될 수 있습니다.
이 절차를 시도하는 동안 반응 주성분의 양호한 산소화가 이산소화 반응에 필수적이라는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 또한 디카르복시다아제를 첨가하기 전에 모든 라이신이 소비되었는지 확인하기 위해 주의 깊은 모니터링이 필요합니다. 이 프로토콜의 주요 단점은 디옥시게나제(dioxygenase) 및 탈카르복실라아제(decarboxylase) 효소의 보조금 범위가 제한되어 있다는 것입니다.
그럼에도 불구하고, 아미노산에서 다양한 아미노산 알코올의 생물 차탈리틱 합성은 다른 효소 세트를 사용하여 탐구할 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 효소 캐스케이드 반응을 형성하는 방법과 복잡한 반응 혼합물에서 아미노 알코올을 정제하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. DNFB로 작업하는 것은 위험할 수 있으며 개인 보호 장비를 착용하고 흄 후드에서 반응을 준비하는 것과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
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이 기사는 L-리신으로부터 유래된 키랄 아미노 알코올의 합성 및 정제에 대해 설명합니다. 이 절차는 효소 캐스케이드 반응을 통한 방법의 단순성과 효율성을 강조하여 유기 합성 및 약물 치료의 다양한 응용에 적합합니다.
This enzymatic cascade method enables efficient synthesis of chiral amino alcohols from L-lysine, offering a biocatalytic alternative to multi-step organic synthesis. It supports early-stage target validation by providing optically enriched scaffolds for medicinal chemistry exploration. The protocol’s simplicity and high yields facilitate rapid access to structurally diverse compounds for hit-to-lead optimization.
The method fits within early discovery workflows, enabling lead identification through rapid generation of chiral intermediates from lysine.