Одним из Святых Граалей в химической науке было обнаружение поздней стадии, сайт-специфичного включения атома галогена в сложный природный продукт путем замены sp³ Связь C-H (одна из самых инертных химических связей, известных в органическом соединении) со связью C-X (X = галоген). До начала работы в лаборатории Синью Лю в Университете Питтсбурга не существовало надежных синтетических или биологических методов, способных достичь такого типа трансформации.
В статье, опубликованной в сети за сентябрь. 14 в естественной химической биологии, группа, возглавляемая Лю, доцентом кафедры химии Питта Кеннетом П. Школа искусств и наук Дитриха открыла первый фермент, способный совершить этот подвиг.
Лю и научный сотрудник Мэтью Хиллвиг изучили бактерии и продемонстрировали, что белок WelO5 является первым ферментом, который, как было установлено, обладает способностью опосредовать регио- и стереоспецифическую замену алифатической связи C-H на связь C-Cl на отдельно стоящей небольшой молекуле. В частности, они определили это, изучая биогенез алкалоида велвитиндолинонов гапалиндольного типа у цианобактерий стигонематалей.
Их работа также предоставляет убедительные доказательства по давнему вопросу о ферментативном происхождении замещения хлора в биогенезе алкалоидов гапалиндольного типа в соответствии с предложением, которое недавно было сформулировано группой Лю.
Ожидается, что это открытие предоставит беспрецедентные возможности для разработки новых катализаторов для селективного галогенирования на поздних стадиях неактивированного углерода в сложных молекулярных каркасах.
Эта разработка может найти широкое применение в фармацевтической и сельскохозяйственной отраслях, позволяя химикам-медикам создавать синтетические молекулы с галогеновыми заместителями для улучшения их фармакологических профилей.