α-氨基酯是非经典氨基酸的前体，用于开发小分子疗法、生物制剂和化学生物学工具。通过氮卡宾转移对丰富且廉价的羧酸酯进行α-C-H胺化是制备α-氨基酯最直接的方法。然而，氮卡宾介导的羧酸酯中质子α-C-H胺化的方法尚不成熟。这种差距的出现是因为亲电的金属- nitrenoids对质子C-H键的氢原子提取很慢：即使存在较弱的质子C-H键，金属- nitrenoids也会优先与极性匹配的氢原子带一个负电荷的C-H键反应。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

最近，California Institute of Technology的Frances H. Arnold课题组发现并通过定向进化获得了一类具有高稳定性的原珠蛋白氮卡宾转移酶，这些酶催化羧酸酯中α-C-H键的对映选择性分子间胺化。

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同时，这项研究还开发了一种叫做Every Variant Sequencing (evSeq)的高通量检测方法，使用这个方法评估了突变酶的活性和对映体选择性。

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总之，这项工作扩展了酶胺化的底物，并展示了酶的活性位点可以通过定向进化重塑的程度。同时预测这些酶将促进其他质子C-H键的功能化，以合成重要的手性胺化合物。

原文标题：Biocatalytic Synthesis of α‑Amino Esters via Nitrene C−H Insertion

原文作者：Edwin Alfonzo, Deirdre Hanley, Zi-Qi Li, Kathleen M. Sicinski, Shilong Gao, and Frances H. Arnold*

https://doi.org/10.1021/jacs.4c09989