化学：光生体触媒的酸化的カップリングによる立体選択的アミノ酸合成

最近、光を用いて酵素の反応性を拡張する光生体触媒反応が、自然界にない化学反応を開発する強力な戦略として浮上している。こうした系によって、小分子触媒では長らく困難であった不斉ラジカル反応における可能性が示されてきた。これまでのところ、非天然型光生体触媒反応は、全体的に還元的な過程や酸化還元中性な過程に限定されていた。今回我々は、有機ホウ素試薬とアミノ酸の光生体触媒的不斉sp³–sp³酸化的クロスカップリングについて報告する。この反応には、人工的なピリドキサール生体触媒、光酸化還元触媒、酸化剤の協同的利用が必要である。我々は、ピリドキサール-5′-リン酸依存性酵素ファミリーのトレオニンアルドラーゼを、ラジカル機構によるグリシン基質やα分枝鎖アミノ酸基質のα-C–H官能基化の目的で使い、最大で2つの連続立体中心を持つ一連のα-3置換非カノニカルアミノ酸やα-4置換非カノニカルアミノ酸を得た。ピリドキサールラジカル酵素の指向性進化によって、ベンジル試薬、アリル試薬、アルキルホウ素試薬を含む第一級ラジカル前駆体や第二級ラジカル前駆体のエナンチオ制御やジアステレオ制御されたカップリングが可能になった。協同的光酸化還元–ピリドキサール生体触媒反応によって、sp³–sp³酸化的カップリングのプラットフォームが得られ、化学や生物学にとって未知の立体選択的分子間フリーラジカル変換が可能になった。

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