Stereochemischer Verlauf der enzymatischen Synthese von Benzylsuccinat mit chiral markiertem Toluol

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• 作者：Deniz Seyhan ; Dr. Peter Friedrich ; Dr. Maciej Szaleniec ; Dr. Markus Hilberg ; Prof. Dr. Wolfgang Buckel ; Prof. Dr. Bernard T. Golding and Prof. Dr. Johann Heider
• 刊名：Angewandte Chemie
• 出版年：2016
• 出版时间：September 12, 2016
• 年：2016
• 卷：128
• 期：38
• 页码：11836-11839
• 全文大小：607K
• ISSN：1521-3757

文摘

Benzylsuccinat-Synthase ist ein Glycylradikal-Enzym, das den anaeroben Toluolstoffwechsel durch Addition von Fumarat an die Methylgruppe des Toluols unter Bildung von (R)-Benzylsuccinat einleitet. Zur Aufklärung der Frage, ob die Reaktion unter Retention oder Inversion der Konfiguration der Methylgruppe des Toluols verläuft, wurden beide Enantiomere von chiral markiertem Toluol synthetisiert. Diese Enantiomere, die jeweils alle drei H-Isotope in ihren Methylgruppen enthalten, wurden zu Benzylsuccinaten umgesetzt. Aufgrund eines kinetischen Isotopeneffekts, der die Abstraktion von ¹H von den Methylgruppen begünstigt, enthielten diese Produkte an ihren benzylischen C-Atomen vorwiegend ²H und ³H. Die Analyse ihrer Konfiguration erfolgte durch CoA-Thioester-Synthese und stereospezifische Oxidation mit Enzymen, die am Abbau von Benzylsuccinat beteiligt sind. Die Analyse der Konfigurationen der Benzylsuccinat-Isomere über den Verlust oder die Beibehaltung von Tritium zeigte, dass die Reaktion der beiden Enantiomere mit Fumarat unter Inversion der Konfiguration der Methylgruppen verläuft.