Alkilasi Radikal Enantiodivergen dengan Enzim Asam Lewis Sinergis dan Katalisis Fotoredoks

Abstrak
Metalloenzim buatan dan katalisis fotoenzimatik merupakan dua pendekatan mutakhir untuk menciptakan reaktivitas enzim baru. Akan tetapi, potensi penggabungan kedua strategi ini masih belum berkembang untuk biotransformasi yang dikendalikan enantio. Di sini, kami mengembangkan platform katalisis metalloenzimatik dan fotoredoks yang sinergis untuk memungkinkan alkilasi radikal enantiodivergen dari 2-asil imidazol. Secara khusus, protein kupin didesain ulang untuk berfungsi sebagai enzim asam Lewis (LAses) berbasis tembaga(II), yang, secara sinergis dengan katalisis fotoredoks berbasis tripiridinil-ruthenium, secara tepat mengendalikan pembentukan, reaktivitas, dan selektivitas radikal abiologis, sehingga membuka reaktivitas enzim non-alami. Didukung oleh rekayasa protein, foto-LAse yang digunakan kembali memfasilitasi sintesis yang ramah lingkungan dan efisien dari berbagai keton α-kiral yang diperkaya enantioselektivitas tinggi (kedua enantiomer dapat diakses, hasil hingga 97% dan rasio enantiomerik 98,5:1,5). Studi mekanistik terperinci menunjukkan penambahan radikal pada jalur enolat metaloenzimatik dan menjelaskan selektivitas yang beralih dari kondisi gelap ke kondisi foto.