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Highly Focused Library‐Based Engineering of Candida antarctica Lipase B with (S)‐Selectivity Towards sec‐Alcohols
Advanced Synthesis & Catalysis ( IF 4.4 ) Pub Date : 2018-11-26 , DOI: 10.1002/adsc.201800711 Yixin Cen 1 , Danyang Li 1 , Jian Xu 1 , Qiongsi Wu 1 , Qi Wu 1 , Xianfu Lin 1
Advanced Synthesis & Catalysis ( IF 4.4 ) Pub Date : 2018-11-26 , DOI: 10.1002/adsc.201800711 Yixin Cen 1 , Danyang Li 1 , Jian Xu 1 , Qiongsi Wu 1 , Qi Wu 1 , Xianfu Lin 1
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Candida antarctica lipase B (CALB) is one of the most extensively used biocatalysts in both academia and industry and exhibits remarkable (R)‐enantioselectivity for various chiral sec‐alcohols. Considering the significance of tailor‐made stereoselectivity in organic synthesis, a discovery of enantiocomplementary lipase mutants with high (R)‐ and (S)‐selectivity is valuable and highly desired. Herein, we report a highly efficient directed evolution strategy, using only 4 representative amino acids, namely, alanine (A), leucine (L), lysine (K), tryptophan (W) at each mutated site to create an extremely small library of CALB variants requiring notably less screening. The obtained best mutant with three mutations W104V/A281L/A282K displayed highly reversed (S)‐selectivity towards a series of sec‐alcohol with E values up to 115 (conv. 50%, ee 94%). Compared with the previously reported (S)‐selective CALB variant, W104A, a single mutation provided less selectivity, while the synergistic effects of three mutations in the best variant endow better (S)‐selectivity and a broader substrate scope than the W104A variant. Structural analysis and molecular dynamics simulation unveiled the source of reversed enantioselectivity.
中文翻译：
南极假丝酵母脂肪酶B的高度基于库的工程设计，对仲醇具有（S）选择性
南极假丝酵母脂肪酶B（CALB）是学术界和工业界使用最广泛的生物催化剂之一，对各种手性仲醇表现出显着的（R）-对映选择性。考虑到量身定制的立体选择性在有机合成中的重要性，发现具有高（R）和（S的对映体互补脂肪酶突变体）选择性是有价值的并且是非常需要的。在本文中，我们报告了一种高效的定向进化策略，在每个突变位点仅使用4个代表性氨基酸，即丙氨酸（A），亮氨酸（L），赖氨酸（K），色氨酸（W），创建了一个非常小的CALB变体需要更少的筛选。获得的具有三个突变W104V / A281L / A282K的最佳突变体显示出对一系列秒酒精的高度反向（S）选择性，E值高达115（转化率50％，ee 94％）。与先前报道的（S）选择性CALB变体W104A相比，单个突变提供的选择性较低，而最佳变体中的三个突变的协同作用赋予了更好的效果（S）选择性和比W104A型号更大的基材范围。结构分析和分子动力学模拟揭示了反向对映选择性的来源。
更新日期：2018-11-26
中文翻译：
南极假丝酵母脂肪酶B的高度基于库的工程设计，对仲醇具有（S）选择性
南极假丝酵母脂肪酶B（CALB）是学术界和工业界使用最广泛的生物催化剂之一，对各种手性仲醇表现出显着的（R）-对映选择性。考虑到量身定制的立体选择性在有机合成中的重要性，发现具有高（R）和（S的对映体互补脂肪酶突变体）选择性是有价值的并且是非常需要的。在本文中，我们报告了一种高效的定向进化策略，在每个突变位点仅使用4个代表性氨基酸，即丙氨酸（A），亮氨酸（L），赖氨酸（K），色氨酸（W），创建了一个非常小的CALB变体需要更少的筛选。获得的具有三个突变W104V / A281L / A282K的最佳突变体显示出对一系列秒酒精的高度反向（S）选择性，E值高达115（转化率50％，ee 94％）。与先前报道的（S）选择性CALB变体W104A相比，单个突变提供的选择性较低，而最佳变体中的三个突变的协同作用赋予了更好的效果（S）选择性和比W104A型号更大的基材范围。结构分析和分子动力学模拟揭示了反向对映选择性的来源。
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