含有兩個(gè)相鄰立體中心的手性α-取代環(huán)己醇是手性助劑、配體、生物活性分子和天然產(chǎn)物的一類有價(jià)值的構(gòu)建單元，使其成為有吸引力的合成目標(biāo)。迄今為止，在制定獲得這些結(jié)構(gòu)的方法方面取得了很大進(jìn)展。其中，外消旋α-取代環(huán)己酮的過渡金屬催化動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分（DKR）是原子效率最高的策略之一。然而，仍然存在一些主要問題，包括α-烷基環(huán)酮在DKR中的非對(duì)映選擇性控制較低以及合成反式產(chǎn)物困難。手性化合物全立體異構(gòu)體的立體發(fā)散合成具有重要意義，因?yàn)椴煌牧Ⅲw異構(gòu)體通常表現(xiàn)出不同甚至相反的藥理活性。目前，α-取代環(huán)己醇仍然是一個(gè)尚未實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。最近，河北工業(yè)大學(xué)姜艷軍/劉運(yùn)亭團(tuán)隊(duì)基于給定的合成靶點(diǎn)設(shè)計(jì)多酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，建立了一個(gè)三酶納米反應(yīng)器（TENR）用于α-取代環(huán)己醇的立體定向合成，其中兩個(gè)相鄰的手性中心的創(chuàng)建是由深黃酶（OYE）和醇脫氫酶（ADH）催化的不對(duì)稱還原以及葡萄糖脫氫酶（GDH）催化的輔因子再生實(shí)現(xiàn)的。
圖片來源：ACS Catal.
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，作者首先確定了對(duì)映體互補(bǔ)的OYEs和ADHs，其中通過基于理性設(shè)計(jì)的定點(diǎn)突變獲得了合成α-甲基環(huán)己烯酮的（S）-立體選擇性OYEYqjM突變體。
圖片來源：ACS Catal.
通過將三種酶固定在雙親性核-殼聚多巴胺包裹樹枝狀有機(jī)硅納米粒子上，制備了具有高組成和空間控制的TENR。
圖片來源：ACS Catal.
為了進(jìn)一步提高級(jí)聯(lián)催化性能，作者還設(shè)計(jì)了一個(gè)定制的限速酶微環(huán)境和與反應(yīng)序列相匹配的酶的合理排列位置。
圖片來源：ACS Catal.
此外，TENR顯示出比自由多酶系統(tǒng)更高的穩(wěn)定性、可重用性和輔因子回收效率。
圖片來源：ACS Catal.
最后，通過制備含有立體選擇性匹配的OYEs和ADHs的TENR，合成了所有理論上可能的3a和3b立體異構(gòu)體，得到了相應(yīng)的光學(xué)純產(chǎn)物。
圖片來源：ACS Catal.
參考文獻(xiàn)：Design of De Novo Three-Enzyme Nanoreactors for Stereodivergent Synthesis of α?Substituted Cyclohexanols
ACS Catal. 2022, 12, 7550?7558
原文作者：Pengqian Luan, Yongxing Li, Chen Huang, Lele Dong, Teng Ma, Jianqiao Liu, Jing Gao, Yunting Liu,* and Yanjun Jiang*
