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化学：非天然型光脱炭酸酵素を用いる立体特異的ラジカルカップリング
Nature 634, 8035 doi: 10.1038/s41586-024-08004-9
光酵素は光によって駆動される生体触媒で、概してその触媒活性を補因子または非天然アミノ酸の励起に依存している。自然界の注目すべき例として、光エネルギーを用いて脂肪族カルボン酸をアキラルな炭化水素に変換する脂肪酸光脱炭酸酵素がある。今回我々は、補因子励起に依存するのではなく、酵素結合触媒中間体の励起に基づく非天然型光脱炭酸酵素を設計する方法を報告する。改変されたクラスIアルドラーゼの活性部位内でエナールから過渡的に生成されるイミニウムイオンは、紫色光を吸収して一電子酸化剤として機能することができる。キラルカルボン酸の活性化後の脱炭酸によって2つのラジカルが生成され、それらのラジカルの立体特異的クロスカップリングを経て、2つの立体中心を持つ生成物が生じる。適切なエナンチオピュアなキラル基質を用いると、所望のジアステレオ異性体生成物が、完全にエナンチオ制御されて選択的に得られる。この知見は、活性部位が立体化学的情報をキラルラジカル前駆体から生成物へと転送する能力によって、キラルラジカルの急速なラセミ化に関する長年の問題に効果的に対処できることを浮き彫りにしている。結果として得られる「キラリティーの記憶」シナリオは、エナンチオ選択的ラジカル化学においてはまれなものである。
