萜类化合物是一大类具有丰富生物功能的天然有机化合物。其生物合成是基于C5二磷酸的偶联,因此天然萜类的碳支架通常含有五个碳原子的倍数。这一结果被称为异戊二烯规则,并据此分类为单萜(C10)、倍半萜(C15)、二萜(C20)和三萜(C30)。对其碳支架的选择性后修饰具有优化或转化其生物活性的潜力。然而,由于这些分子的复杂性,用非天然碳支架合成萜类化合物通常是一项具有挑战性的工作。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
有鉴于此,University of Stuttgart的Bernhard Hauer课题组报道了对线性萜类化合物选择性C-甲基化的SAM依赖的甾醇甲基转移酶进行鉴定和工程化改造。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.工程化酶可以催化单萜、倍半萜和二萜中非活化烯烃的选择性甲基化,产生C11、C16和C21衍生物。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
通过制备转化和产物分离,这种生物催化剂以高的化学选择性和区域选择性形成C-C键。推测烯烃甲基化是通过碳阳离子中间体和区域选择性去质子化进行。这种方法为改性烯烃,特别是萜类化合物的碳支架开辟了新的途径。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.原文标题:Methylation of Unactivated Alkenes with Engineered Methyltransferases To Generate Non-natural TerpenoidsAngew. Chem. Int. Ed. doi.org/10.1002/anie.202301601原文作者:Benjamin Aberle, Daniel Kowalczyk, Simon Massini, Alexander-N. Egler-Kemmerer, Sebastian Gergel, Stephan C. Hammer, and Bernhard Hauer*