Name: enzymatic cascade reactions for the synthesis of chiral amino alcohols from l-lysine
Uploaded: 2018-02-16T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine at JoVE.com

Yazarlar Véronique de Berardinis verimli tartışma ve Alain Perret, Christine Pellé ve Peggy Sirvain teknik destek için teşekkür ederiz.

1. enzim hazırlık
<ol><li>Hızlı ve proteinler yukarıda açıklanan26arındırmak. Not: Aşağıdaki son konsantrasyonları ile rekombinant proteinler elde edilmiştir: αKAO Catenulispora acidiphila, UniProtKB kimliği üzerinden: C7QJ42 (KDO1), 1,35 mg/mL; C. pinensis, UniProtKB kimliği üzerinden αKAO: C7PLM6 (KDO2), 2.29 mg/mL; PIP-DCs dan S. rumirantium, UniProtKB kimliği: O50657 (LDCSrum), hücre ücretsiz ayıklamak toplam enzim, 12.44 mg/mL; PIP-DC C. pinensis, UniProtKB ID: C7PLM7 (DCCpin), 2.62 mg/mL.</li>
</ol>2. çözümler hazırlanması
Not: Aşağıdaki çözümleri deiyonize suyla hazırlanır.
<ol><li>1 M HEPES tampon, pH 7.5 hazırlamak; ile 5 M NaOH ayarlayın. Not: pH ayarlama adım sırasında koruyucu eldiven, koruyucu giysiler, göz koruması ve yüz koruma (P280) giymek. (P305, P351, P338) gözlerle temas durumunda dikkatli birkaç dk. Kaldır kontakt lensler mümkünse için su ile durulayın. Durulama devam ve derhal bir zehir Merkezi veya doktor (P310) arayın. P kodu için önlem deyim başvurur (tehlike sınıf ve kategori; bakalım, örneğin, pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ghs/).</li>
	<li>100 mM L-lizin, 100 mM (5S) hazırlamak - hidroksi - L-lizin, 150 mM α-ketoglutaric asit, 100 mM sodyum askorbat, 10 mM amonyum iron(II) sülfat hekzahidrat (Mohr tuzu), 100 mM piridoksal 5-fosfat (PIP) ve 100 mM dithiothreitol (DTT).</li>
	<li>1 2.1 açıklanan alanındakiyle aynı güvenlik talimatlarını takip M, 2 M ve 6 M % 37 HCl çözümden (approximatively 12 M çözüm), hidroklorik asit (HCl) hazırlayın. Not: α-ketoglutaric asit, sodyum askorbat ve amonyum iron(II) sülfat hekzahidrat çözümleri kullanım gününde taze yapılmalıdır. Lizin çözüm oda sıcaklığında birkaç ay depolanabilir. PIP çözüm 4 ° C'de bir ay boyunca saklanabilir DTT çözüm-20 ° C'de bir ay boyunca saklanabilir</li>
</ol>3. analitik ölçek tepkiler
<ol><li>Decarboxylation reaksiyon (5R) için yöntem geliştirme - hidroksi - L-lizin<ol>
<li>1 M çözüm HEPES tampon pH 7.5 11 µL ekleyin (son konsantrasyonu 50 mM) 2 mL microtube için. Daha sonra 100 mm (5S) 22 µL ekleyin - hidroksi - L-lizin (son konsantrasyonu 10 mM), 2.2 µL 100 mm PIP (son konsantrasyonu 1 mM) ve 100 mm DTT 2.2 µL (son konsantrasyonu 1 mM). Not: LDCSrumile tepki söz konusu olduğunda, DTT eklenmesi gerekli değildir.</li>
		<li>Arıtılmış PLP-DC ekleyin (son konsantrasyonu 0.1 mg/mL). H2O için 220 µL son hacmi ile tamamlayın.</li>
		<li>3 h için 300 rpm'de açık havada açık bir kapak ile oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın. Not: tepki karışımı açık bir kapak ile açık havada sallayarak tepki medya iyi oxygenation sağlar. Bu nedenle oksijen tepki medya kabarcık gerek yoktur.</li>
		<li>6. adımda açıklanan tepki izleme yordamına uygun olarak çözümlenmesi için tepki karışımı 10 µL toplamak. Örnekleri tercihen derivatized ve doğrudan örnekleme sonra analiz.</li>
	</ol>
</li>
	<li>PIP-DC tarafından katalize decarboxylation ile αKAO tarafından katalize bir prokollajen adım birleştirerek enzimatik cascade tepki için yöntem geliştirme<ol>
<li>1 m HEPES tampon pH 7.5 11 µL ekleyin (son konsantrasyonu 50 mM) 2 mL microtube için. Sonra α-ketoglutaric asit 150 mm 22 µL ekleyin (son konsantrasyonu 15 mM), 5.5 µL sodyum askorbat 100 mm (son konsantrasyonu 2.5 mM), 22 µL Mohr 10 mm tuz (son konsantrasyonu 1 mM) ve 100 mm L-lizin, 22 µL (son konsantrasyonu 10 mM).</li>
		<li>H2O son hacmi çok 3.2.3. adımda eklenecek enzim çözüm hacmi dikkate alarak 220 µL için ile tamamlayın.</li>
		<li>Hedeflenen regioselectivity göre gerekli saf αKAO enzim ekleyin: prokollajen L-lizin C-4 konumunu için pozisyon C-3 veya KDO2 için KDO1. Arıtılmış enzim son konsantrasyonu (0,05-0,5 mg/mL) approximatively 3 h tam bir dönüşüm etkinleştirmek kararlıydı.</li>
		<li>3 h için 300 rpm'de açık havada açık bir kapak ile oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>PIP 100 mm 2.2 µL eklemek (son konsantrasyonu ~ 1 mM) ve 2,2 µL DTT 100 mm (son konsantrasyonu ~ 1 mM). Not: LDCSrumile tepki söz konusu olduğunda, DTT eklenmesi gerekli değildir.</li>
		<li>18 h: LDC tam dönüşüm sağlayan bir konsantrasyon arıtılmış PLP-DC ekleyinSrum 0.1 mg/mL KDO1 ve DCCpin 0,5 mg/mL için yaklaşık bir son konsantrasyonu, art arda sıralı reaksiyon için yaklaşık bir son konsantrasyonu, Art arda sıralı tepki ile KDO2.</li>
		<li>18 h için 300 rpm'de açık havada açık bir kapak ile oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>Adım 3.1.4 olduğu gibi izleme yordamı çalıştırın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>PIP-DC tarafından katalize decarboxylation ile αKAOs tarafından katalize iki prokollajen adım birleştirerek enzimatik cascade tepki için yöntem geliştirme<ol>
<li>Adımları 3.2.1-3.2.2 çalıştırın.</li>
		<li>KDO1 bir son konsantrasyonu olarak 0,05 mg/mL ekleyin. 3 h için 300 rpm'de açık havada açık bir kapak ile oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>KDO2 0,5 mg/mL, ilk tepki birimi kullanan hesaplanan bir yaklaşık son konsantrasyonu ekleyin. 18 h için 300 rpm'de açık havada açık bir kapak ile oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>Adım 3.2.5 çalıştırın.</li>
		<li>Arıtılmış PLP-DC DCCpin 0,5 mg/mL, ilk tepki birimi kullanan hesaplanan bir yaklaşık son konsantrasyonu ekleyin. 18 h için 300 rpm'de açık havada açık bir kapak ile oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>Adım 3.1.4 olduğu gibi izleme yordamı çalıştırın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. yarı partiye hazırlık One-pot Biocatalytic tepki
Not: Enzimatik reaksiyonları, L-lizin 0,1 mmol bir açık hava 250 mL cam Erlenmeyer şişeye 10 mL toplam hacmi için üzerinde yapılmaktadır.
<ol><li>Monohydroxylated türevlerinin sentezi<ol>
<li>1 M HEPES tampon, pH 7.5 0.5 mL ekleyin (son konsantrasyonu 50 mM) şişeye için. Sonra 1 mL 100 mM L-lizin ekleyin (son konsantrasyonu 10 mM), 1 mL 150 mM α-ketoglutaric asit (son konsantrasyonu 15 mM), 100 mM sodyum askorbat 0.25 mL (son konsantrasyonu 2.5 mM), ve 10 mM Mohr 1 mL tuz (son konsantrasyonu 1 mM).</li>
		<li>H2O için 10 mL, 4.1.3 adımda eklenecek enzim çözüm hacmi dikkate alarak son hacmi ile tamamlayın.</li>
		<li>Hedeflenen regioselectivity göre gerekli saf αKAO enzim ekleyin: 0,075 mg/mL pozisyonunda C-3 veya KDO2 0,5 mg/mL L-lizin C-4 konumunu için son bir konsantrasyon, prokollajen için son bir konsantrasyon, KDO1. Arıtılmış enzim son konsantrasyonu approximatively 3 h tam bir dönüşüm etkinleştirmek kararlıydı.</li>
		<li>Reaksiyon karışımı 300 rpm'de oda sıcaklığında uygun süresi için salla. Zaman reaksiyon izleme (adım 6 izleme Protokolü reaksiyon için ayrıntılı adımları çalıştırma) bir tamamlanmış prokollajen tepki gösterdiği, 4.1.5 adıma geçin. Tipik tepki süresi 3 h olduğunu.</li>
		<li>100 mm PLP 100 µL αKAO reaksiyon karışıma ekleyin (son konsantrasyonu ~ 1 mM). Daha sonra 100 mm DTT 100 µL ekleyin (son konsantrasyonu ~ 1 mM), LDCSrumkullanırken hariç.</li>
		<li>Arıtılmış PLP-DC ekleyin: 0,05 mg/mL KDO1 veya KDO2 ile DCCpin 0,5 mg/mL cascade reaksiyon için yaklaşık bir son konsantrasyonu, art arda sıralı reaksiyon için yaklaşık bir son konsantrasyonu, LDCSrum .</li>
		<li>Oda sıcaklığında, 300 rpm, 18 h için tepki karışımı sallayın ve doğrudan adım 4.3 ayrıntılı adımları devam.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Dihydroxylated türevi sentezi<ol>
<li>1 M HEPES tampon, pH 7.5 0.5 mL ekleyin (son konsantrasyonu 50 mM), 100 mm L-lizin 1 mL (son konsantrasyonu 10 mM), 1 mL 150 mM α-ketoglutaric asit (son konsantrasyonu 15 mM), 100 mM sodyum askorbat 0.25 mL (son konsantrasyonu 2.5 mM) , ve 1 mL 10 mm Mohr tuzu (son konsantrasyonu 1 mM). H2O 10 ml 4.2.2 adımda eklenecek enzim çözüm hacmi dikkate alarak, son birim için ile tamamlayın.</li>
		<li>KDO1 0.075 mg/mL nihai bir konsantrasyon için ekleyin. 300 devirde uygun süre için oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>Zaman bir tamamlanmış prokollajen tepki gösterdiği tepki izleme (bkz. Adım 6 izleme Protokolü reaksiyon için) 4.2.5 adıma geçin. Tipik tepki süresi 3 h olduğunu.</li>
		<li>1 mL 150 mM α-ketoglutaric asit ekleyin (son konsantrasyonu 15 mM), 100 mM sodyum askorbat 0.25 mL (son konsantrasyonu 2.5 mM), ve 10 mM Mohr 1 mL tuz (son konsantrasyonu 1 mM).</li>
		<li>KDO2 0,5 mg/mL, ilk tepki birim kullanılarak hesaplanan son yaklaşık bir konsantrasyon ekleyin. 18 h için 300 rpm'de oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
		<li>Zaman bir tamamlanmış dihydroxylation tepki gösterdiği tepki izleme (bkz. Adım 6 izleme Protokolü reaksiyon için) 4.2.7 adıma geçin. Tipik tepki süresi 18 h olduğunu.</li>
		<li>DTT 100 mm 100 µL ekleyin (son konsantrasyonu ~ 1 mM), LDCSrumkullanırken hariç.</li>
		<li>Saf DCCpin 0,5 mg/mL, ilk tepki birimi kullanan hesaplanan bir yaklaşık son konsantrasyonu ekleyin.</li>
		<li>18 h için 300 rpm'de oda sıcaklığında tepki karışımı sallayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Şoklama<ol>
<li>Tepki karışımı bir buz banyosu 250 mL cam Erlenmeyer flask yerleştirerek serin.</li>
		<li>Approximatively 1 dk, 0.25 mL 6 M HCL soğutmalı tepki karışımı el ile hafifçe sallayarak üzerinde dikkatle ekleyin. 2.1. adımda anlatılan alanındakiyle aynı alan emniyet talimatlarını izleyin.</li>
		<li>Asidik karışım içine 50 mL konik alt santrifüj tüpü Pasteur pipet donatılmış bir cam bir ampul ile kullanarak transfer sonra 1,680 x g ve 4 ° C'de 15 dakika, santrifüj kapasitesi.</li>
		<li>Süpernatant geri çekilin ve bir 250 mL yuvarlak alt şişeye bir kenara saklayın.</li>
		<li>Pelet içeren alt konik santrifüj tüpü 10 mL deiyonize su ekleyin. Girdap Pelet yeniden askıya almak için.</li>
		<li>Santrifüj 1,680 x g de, 4 ° C, 15 dakika.</li>
		<li>Süpernatant çekilme ve ilk süpernatant (Adım 4.3.4) içeren 250 mL yuvarlak alt şişe ekleyin.</li>
		<li>Girdap gibi sürekli el ile balonun daldırma içine sıvı nitrojen tarafından toplanan supernatants donma ve balonun hemen benchtop manifold dondurma çözdürme üzerinden malzeme önlemek için kurutma makinesi transfer.</li>
		<li>Freeze-drying işlemi (gece) tamamlandıktan sonra şişeye Donma kurutma makinesi kaldırın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. ham enzimatik reaksiyon karışımı gelen Amino alkoller saflaştırılması
<ol><li>İyon değiştirme reçine<ol>
<li>Dondurulmuş ürün sulu 0.1 M HCL (approximatively 4 mL) minimum tutar dağıtılması katı parçacıkları artık çıplak gözle görünür hale gelene kadar.</li>
		<li>Atmosferik basınç 1 M HCl (4 sütun birimler) 0.1 takip eluting tarafından bir sülfonik asit fonksiyonel grubu ba * exchange reçine, 200-400 örgü, bir cam sütundaki (20 x 250 mm) durumu M HCl (4 sütun cilt; sütun Cilt 10 mL =).</li>
		<li>Örnek cam sütun 1.000 µL micropipette kullanarak duvarlarında reçine dikkatle üstündeki yükleyin. O zaman, ham ürün bulunan alt konik santrifüj tüpü durulama üç kez ile 1 mL 0.1 M HCl sulu çözüm yıkama ve sütun sonuçta elde edilen durulama birimlerini aynı şekilde yükleyin.</li>
		<li>Bir doğrusal olmayan ile elute gradyan: 4 sütun Cilt 0.1 m HCl, su, % 5 NH4OH, 4 sütun Cilt % 10 NH4OH, % 15 NH4Oh, % 20 NH4Oh 4 sütun Cilt 4 sütun Cilt 4 sütun Cilt 4 sütun cilt , 4 sütun cilt % 25 NH4OH ve son olarak 4 sütun cilt % 28 NH4OH.</li>
		<li>HPLC tarafından arıtma izlemek (bkz. Adım 6).</li>
		<li>Bileşik (NH4OH 20-%28) içeren kesirleri havuz ve adımları 4.3.8-4.3.9 içinde açıklandığı gibi şeytanibir. Not: İyon değiştirme sütun elüsyon nötralizasyon elüsyon su (approximatively 50 mL) 1 m HCL ile 50 mL eluting tarafından yenileme tarafından takip deiyonize su ile sonra yeniden kullanılabilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>SPE<ol>
<li>H3PO4/water (20 µL/mL) approximatively 2 ml dondurularak bileşik solubilize.</li>
		<li>Bir su pompası bir emme manifoldu üzerinde yer bir karma mod katyon değişim SPE 6 mL-kartuş bağlı. 4 mL metanol manifold tarafından sağlanan düşük basınç altında aracılığıyla çizerek kartuşu durumu. Kartuş PO4/water (20 µL/mL) / H3ile 4 mL çizerek equilibrate.</li>
		<li>Örnek cam sütun duvarlarında reçine üstündeki 1.000 µL micropipette kullanarak kartuş üzerine yük ve üç kez ile H3PO4/water (20 µL/mL) yıkama başına 0.75 mL ürün içeren flakon durulayın. Elde edilen durulama birimin sütuna aynı şekilde yükleyin.</li>
		<li>Manifold 4 mL % 2 tarafından sağlanan düşük basınç altında eluting tarafından kartuş yıkama HCOOH su, daha sonra 4 mL su ile. Gradyan NH4OH su ile elute (%4 NH4OH başlayan her elüsyon için 4 mL: % 10, % %15 %15 20 ve % 28).</li>
		<li>Arıtma HPLC tarafından her kesir izleme Protokolü 6. adımda açıklanan tepki göre analiz ederek izlemek. Ultraviyole (UV) Kromatografik göre saf istenen türev içeren tüm kesirler tutmak ve 5.2.6 adıma devam edin.</li>
		<li>İstenen içeren kesirleri 100 mL yuvarlak alt şişesi içine bileşik kesirler ile su içeren tüpler durulama ve durulama birim 100 mL için eklemek havuzu yuvarlak alt şişesi.</li>
		<li>40 ° C'de bir termostat su banyosu su ısıtıcısı ile donatılmış ve bir vakum pompası 10 mbar ayarla bağlı döner Buharlaştırıcı kullanarak düşük basınç altında solvent kaldırın.</li>
		<li>Su en az bir hacim içinde katı solubilize ve çözüm ağırlığını 25 mL yuvarlak alt şişesi içine aktarın. Balonun en küçük birim su ile durulayın, durulama birim için 25 mL şişe ekleyin ve 5.2.9 adıma devam edin.</li>
		<li>Arıtılmış ürün tartmak ve verim hesaplayın.</li>
		<li>Katı parçacıkları artık çıplak gözle görünür hale gelene kadar 2 m HCL en küçük birim arıtılmış üründe dağıtılması ve adımları 4.3.8-4.3.9 içinde açıklandığı gibi şeytanibir. Not: Amino alkoller hassas bileşiklerdir ve onların hidroklorür tuzu tutulur.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. tepki izleme ve ürün analizi
<ol><li>Derivatization yüzeylerde ve ürünleri HPLC analiz önce Not: Yüzeylerde ve ürün aromatik türevleri onların UV Kromatografik detectivity artırmak için derivatized gerekiyor. Biz 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB) kullanılır. Her örnek hemen sonra derivatization HPLC enjekte ettiler.<ol>
<li>Enzimatik reaksiyon ve transfer 10 µL 1.5 mL microtube al. NaHCO3 sulu çözüm 0.25 m 10 µL, 100 µL etanol ve 2,5 mg/mL DNFB çözeltisi 30 µL etanol ekleyin.</li>
		<li>Microtube kapatın ve 1000 rpm'de 65 ° C'de 1 h için elde edilen çözüm sallamak. İle 10 µL gidermek 1 M HCL.</li>
		<li>4 mm çap steril olmayan şırınga filtre 1 mL radarı kullanarak bir 0,22 µm gözenek boyutu hidrofilik polivinilidin florid (PVDF) membran ile filtre.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Derivatized amino asitler ayıran özelliğine sahip herhangi bir sistemi kullanarak dioxygenase reaksiyon izleme yapmayı. Bu iletişim kuralı UV algılama amino asit tarafından dinitrobenzene (DNB) chromophore grup27derivatized içerir.<ol>
<li>HPLC ile C18 trimetil silyl endcapping ters faz olan bir sütun (5 µm, 3 x 150 mm) uygun.</li>
		<li>C18 sütun (30:70) eluent B ile equilibrate (MeCN + %0,1 TFA) için eluent A (H2O + %0,1 TFA) 1 mL/dk ve 35 ° C (approximatively 20 sütun birimlere karşılık gelen) 15dk için akış hızında.</li>
		<li>Derivatized reaksiyon karışımı 10 µL enjekte (bkz. Adım 6.1) HPLC C18 sütuna. MeCN, % 0,1 TFA/H2O ve % 0.1 karışımı kullanın TFA eluent doğrusal gradyan ile olarak (oranı 30:70 için 70:30 9 min, sıcaklık 35 ° C, Debi 1 mL/dk).</li>
		<li>400 ayarla UV algılama özelliğini kullanmak nm Kromatografik sütun üzerinde eluted ürünleri analiz etmek. DNB-lizin genellikle yaklaşık 6.5 min, hydroxylated DNB-lizin yaklaşık 5.5 min, dihydroxylated DNB-lizin yaklaşık 4.2 min ve DNB-aminodiol civarında 5.3 min elutes.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. NMR analizi arıtılmış Amino alkoller
<ol><li>D2O saf amino alkoller dağıtılması (700 µL) ve çözüm için bir Nükleer manyetik rezonans (NMR) tüp transfer.</li>
	<li>1H ve 13C NMR spectra göre uygun NMR tesis protokolleri28edinme.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Nestl, B. M., Hammer, S. C., Nebel, B. A., Hauer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Generation+of+Biocatalysts+for+Organic+Synthesis.">New Generation of Biocatalysts for Organic Synthesis.</a> Ang. Chem. Int. Ed. 53 (12), 3070-3095 (2014).</li><li>Reetz, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocatalysis+in+Organic+Chemistry+and+Biotechnology:+Past,+Present,+and+Future.">Biocatalysis in Organic Chemistry and Biotechnology: Past, Present, and Future.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (34), 12480-12496 (2013).</li><li>Turner, N. J., O'Reilly, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocatalytic+retrosynthesis.">Biocatalytic retrosynthesis.</a> Nat. Chem. Biol. 9 (5), 285-288 (2013).</li><li>Oroz-Guinea, I., Garcia-Junceda, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme+catalysed+tandem+reactions.">Enzyme catalysed tandem reactions.</a> Curr. Opin. Chem. Biol. 17 (2), 236-249 (2013).</li><li>Ricca, E., Brucher, B., Schrittwieser, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-Enzymatic+Cascade+Reactions:+Overview+and+Perspectives.">Multi-Enzymatic Cascade Reactions: Overview and Perspectives.</a> Adv. Syn. Catal. 353 (13), 2239-2262 (2011).</li><li>Ager, D. J., Prakash, I., Schaad, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1,2-Amino+Alcohols+and+Their+Heterocyclic+Derivatives+as+Chiral+Auxiliaries+in+Asymmetric+Synthesis.">1,2-Amino Alcohols and Their Heterocyclic Derivatives as Chiral Auxiliaries in Asymmetric Synthesis.</a> Chem. Rev. 96 (2), 835-876 (1996).</li><li>Abiko, A., Masamune, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved,+convenient+procedure+for+reduction+of+amino+acids+to+aminoalcohols:+Use+of+NaBH4-H2SO4.">An improved, convenient procedure for reduction of amino acids to aminoalcohols: Use of NaBH4-H2SO4.</a> Tet. Lett. 33 (38), 5517-5518 (1992).</li><li>McKennon, M. J., Meyers, A. I., Drauz, K., Schwarm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+convenient+reduction+of+amino+acids+and+their+derivatives.">A convenient reduction of amino acids and their derivatives.</a> J. Org. Chem. 58 (13), 3568-3571 (1993).</li><li>Singh, P., Samanta, K., Das, S. K., Panda, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amino+acid+chirons:+a+tool+for+asymmetric+synthesis+of+heterocycles.">Amino acid chirons: a tool for asymmetric synthesis of heterocycles.</a> Org. Biomol. Chem. 12 (33), 6297-6339 (2014).</li><li>Colomer, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aminomethylhydroxylation+of+alkenes:+Exploitation+in+the+synthesis+of+scaffolds+for+small+molecule+libraries.">Aminomethylhydroxylation of alkenes: Exploitation in the synthesis of scaffolds for small molecule libraries.</a> Bioorg. Med. Chem. 23 (11), 2736-2740 (2015).</li><li>Steinreiber, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Aromatic+1,2-Amino+Alcohols+Utilizing+a+Bienzymatic+Dynamic+Kinetic+Asymmetric+Transformation.">Synthesis of Aromatic 1,2-Amino Alcohols Utilizing a Bienzymatic Dynamic Kinetic Asymmetric Transformation.</a> Adv. Syn. Catal. 349 (8-9), 1379-1386 (2007).</li><li>Steinreiber, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overcoming+Thermodynamic+and+Kinetic+Limitations+of+Aldolase-Catalyzed+Reactions+by+Applying+Multienzymatic+Dynamic+Kinetic+Asymmetric+Transformations.">Overcoming Thermodynamic and Kinetic Limitations of Aldolase-Catalyzed Reactions by Applying Multienzymatic Dynamic Kinetic Asymmetric Transformations.</a> Ang. Chem. Int. Ed. 46 (10), 1624-1626 (2007).</li><li>Kohls, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Access+to+All+Four+Diastereomers+of+a+1,3-Amino+Alcohol+by+Combination+of+a+Keto+Reductase-+and+an+Amine+Transaminase-Catalysed+Reaction.">Selective Access to All Four Diastereomers of a 1,3-Amino Alcohol by Combination of a Keto Reductase- and an Amine Transaminase-Catalysed Reaction.</a> Adv. Syn. Catal. 357 (8), 1808-1814 (2015).</li><li>Sehl, T., Maugeri, Z., Rother, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-step+synthesis+strategies+towards+1,2-amino+alcohols+with+special+emphasis+on+phenylpropanolamines.">Multi-step synthesis strategies towards 1,2-amino alcohols with special emphasis on phenylpropanolamines.</a> J. Mol. Cat. B: Enzymatic. 114, 65-71 (2015).</li><li>Martinez, S., Hausinger, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+Mechanisms+of+Fe(II)-+and+2-Oxoglutarate-dependent+Oxygenases.">Catalytic Mechanisms of Fe(II)- and 2-Oxoglutarate-dependent Oxygenases.</a> J. Biol. Chem. 290 (34), 20702-20711 (2015).</li><li>Baud, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Mono&#8208;and+Dihydroxylated+Amino+Acids+with+New+&#945;&#8208;Ketoglutarate&#8208;Dependent+Dioxygenases:+Biocatalytic+Oxidation+of+C-H+Bonds.">Synthesis of Mono&#8208;and Dihydroxylated Amino Acids with New &#945;&#8208;Ketoglutarate&#8208;Dependent Dioxygenases: Biocatalytic Oxidation of C-H Bonds.</a> ChemCatChem. , (2014).</li><li>Suzuki, H., Kurihara, S., Kusano, T., Suzuki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+4.">Ch. 4.</a> Polyamines. 4, 47-59 (2015).</li><li>Kind, S., Wittmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-based+production+of+the+platform+chemical+1,5-diaminopentane.">Bio-based production of the platform chemical 1,5-diaminopentane.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 91 (5), 1287-1296 (2011).</li><li>Schneider, J., Wendisch, V. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biotechnological+production+of+polyamines+by+bacteria:+recent+achievements+and+future+perspectives.">Biotechnological production of polyamines by bacteria: recent achievements and future perspectives.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 91 (1), 17-30 (2011).</li><li>Qian, Z. -. G., Xia, X. -. X., Lee, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+engineering+of+Escherichia+coli+for+the+production+of+cadaverine:+A+five+carbon+diamine.">Metabolic engineering of Escherichia coli for the production of cadaverine: A five carbon diamine.</a> Biotechnol. Bioeng. 108 (1), 93-103 (2011).</li><li>Shin, J. H., Lee, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+engineering+of+microorganisms+for+the+production+of+L-arginine+and+its+derivatives.">Metabolic engineering of microorganisms for the production of L-arginine and its derivatives.</a> Microb. Cell. Fact. 13, (2014).</li><li>Nguyen, A., Schneider, J., Reddy, G., Wendisch, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fermentative+Production+of+the+Diamine+Putrescine:+System+Metabolic+Engineering+of+Corynebacterium+Glutamicum.">Fermentative Production of the Diamine Putrescine: System Metabolic Engineering of Corynebacterium Glutamicum.</a> Metabolites. 5 (2), 211 (2015).</li><li>Kidron, H., Repo, S., Johnson, M. S., Salminen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+Classification+of+Amino+Acid+Decarboxylases+from+the+Alanine+Racemase+Structural+Family+by+Phylogenetic+Studies.">Functional Classification of Amino Acid Decarboxylases from the Alanine Racemase Structural Family by Phylogenetic Studies.</a> Mol. Biol. Evol. 24 (1), 79-89 (2007).</li><li>Takatsuka, Y., Onoda, M., Sugiyama, T., Muramoto, K., Tomita, T., Kamio, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+Characteristics+of+Selenomonas+ruminantium+Lysine+Decarboxylase+Capable+of+Decarboxylating+Both+L-Lysine+and+L-Ornithine.">Novel Characteristics of Selenomonas ruminantium Lysine Decarboxylase Capable of Decarboxylating Both L-Lysine and L-Ornithine.</a> Biosci. Biotechnol. Biochem. 63 (6), 1063-1069 (1999).</li><li>Takatsuka, Y., Tomita, T., Kamio, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+the+Amino+Acid+Residues+Conferring+Substrate+Specificity+upon+Selenomonas+ruminantium+Lysine+Decarboxylase.">Identification of the Amino Acid Residues Conferring Substrate Specificity upon Selenomonas ruminantium Lysine Decarboxylase.</a> Biosci. Biotechnol. Biochem. 63 (10), 1843-1846 (1999).</li><li>Baud, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocatalytic+Approaches+towards+the+Synthesis+of+Chiral+Amino+Alcohols+from+Lysine:+Cascade+Reactions+Combining+alpha-Keto+Acid+Oxygenase+Hydroxylation+with+Pyridoxal+Phosphate-+Dependent+Decarboxylation.">Biocatalytic Approaches towards the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from Lysine: Cascade Reactions Combining alpha-Keto Acid Oxygenase Hydroxylation with Pyridoxal Phosphate- Dependent Decarboxylation.</a> Adv. Syn. Catal. 359 (9), 1563-1569 (2017).</li><li>Ilisz, I., Berkecz, R., Peter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+chiral+derivatizing+agents+in+the+high-performance+liquid+chromatographic+separation+of+amino+acid+enantiomers:+a+review.">Application of chiral derivatizing agents in the high-performance liquid chromatographic separation of amino acid enantiomers: a review.</a> J. Pharm. Biomed. Anal. 47 (1), 1-15 (2008).</li><li>. Organic Chemistry. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy Available from: <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/5680/nuclear-magnetic-resonance-nmr-spectroscopy">https://www.jove.com/science-education/5680/nuclear-magnetic-resonance-nmr-spectroscopy</a> (2017)</li><li>Hibi, M., Ogawa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+and+biotechnology+applications+of+aliphatic+amino+acid+hydroxylases+belonging+to+the+Fe(II)/alpha-ketoglutarate-dependent+dioxygenase+superfamily.">Characteristics and biotechnology applications of aliphatic amino acid hydroxylases belonging to the Fe(II)/alpha-ketoglutarate-dependent dioxygenase superfamily.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 98 (9), 3869-3876 (2014).</li><li>H&#252;ttel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocatalytic+Production+of+Chemical+Building+Blocks+in+Technical+Scale+with+&#945;-Ketoglutarate-Dependent+Dioxygenases.">Biocatalytic Production of Chemical Building Blocks in Technical Scale with &#945;-Ketoglutarate-Dependent Dioxygenases.</a> Chem. Ing. Tec. 85 (6), 809-817 (2013).</li><li>Kourist, R., Guterl, J. -. K., Miyamoto, K., Sieber, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+Decarboxylation-An+Emerging+Reaction+for+Chemicals+Production+from+Renewable+Resources.">Enzymatic Decarboxylation-An Emerging Reaction for Chemicals Production from Renewable Resources.</a> ChemCatChem. 6 (3), 689-701 (2014).</li><li>Lee, J., Michael, A. J., Martynowski, D., Goldsmith, E. J., Phillips, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetic+diversity+and+the+structural+basis+of+substrate+specificity+in+the+beta/alpha-barrel+fold+basic+amino+acid+decarboxylases.">Phylogenetic diversity and the structural basis of substrate specificity in the beta/alpha-barrel fold basic amino acid decarboxylases.</a> J. Biol. Chem. 282 (37), 27115-27125 (2007).</li><li>Porter, J. L., Rusli, R. A., Ollis, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+Evolution+of+Enzymes+for+Industrial+Biocatalysis.">Directed Evolution of Enzymes for Industrial Biocatalysis.</a> ChemBiochem. 17 (3), 197-203 (2016).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Kiral amino alkoller ve türevleri uygulamalardan kiral benzerleri ilaç tedavisi için Organik sentez için geniş bir aralığı vardır. Amino alkoller tarafından geleneksel Organik sentez üretmek için multistep sentez çoktur, ama her zaman sıkıcı koruma/deprotection adımları ile birlikte stereokimya16hassas bir denetim nedeniyle etkili olmayabilir. Koruma/deprotection adımlarla dağıtır ve genellikle stereoselective son derece biocatalytic bir yaklaşım iyi bir alternatif temsil e...

Yararları biocatalysis tarafından sunulan rağmen sentetik yolları veya toplam biocatalytic yolları biocatalytic adımları Tümleştirme çoğunlukla enzimatik Kinetik çözünürlükleri için sınırlı kalır. Bu yolları asimetrik kemoterapi enzimatik sentez bir ilk adım olarak yaygın olarak kullanılmış olan ama biocatalysis fonksiyonel grup interconversions yüksek stereoselectivity1,2,3 ile çok daha fazla olanak sunuyor . Biocatalytic reaksiyonlar benzer koşullarda yapılmaktadır Ayrıca, bu nedenle cascade reaksiyonlar bir one-pot moda4,5' te gerçekleştirmek için uygun olduğu.
Kiral amino alkoller çok yönlü kullanım için yardımcı ya da Organik sentez6iskele olarak moleküllerdir. Amino alkol yan sık Sekonder metabolitler ve ilaç aktif maddeleri (API) bulunur. Birincil β-amino alkoller kiral γ-amino alkoller için kolayca karşılık gelen α-amino asitler konvansiyonel kimyasal sentez, ancak access tarafından kullanılabilir veya ikincil amino alkoller genellikle sıkıcı sentetik yolları ile birlikte duyarlı gerektirir Denetim stereokimya7,8,9,10. Onun yüksek stereoselectivity nedeniyle biocatalysis bu kiral yapı taşları11,12,13,14için üstün bir sentetik yol sağlayabilir.
Daha önce diastereoselective enzimatik prokollajen demir (II) dioxygenases tarafından katalize tarafından sentez, mono - ve di-hidroksi-L-lysines rapor / α-ketoacid-bağımlı Siklooksijenaz aile (αKAO) (Resim 1)15. Özellikle, L-lizin başlayarak, KDO1 dioxygenase (3S) - hidroksi türev (1), (4R) süre - tromboksan türev (2) KDO2 dioxygenase ile reaksiyonu tarafından oluşturulur. Art arda gelen regiodivergent hydroxylations KDO1 ve KDO2 tarafından kurşun oluşumu (3R, 4R) için - dihidroksi - L-lizin optik saf formu (3). Ancak, karboksilik asit yan pozisyonda α-amino grubu etkinliği16için gerekli olduğu gibi bu enzimler sınırlı substrat dizi onların büyük kullanımı basit aminler, prokollajen başta kimyasal sentez içinde engellemektedir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56926/56926fig1.jpg"> Şekil 1: L-lizin Biocatalytic dönüştürülme. Dönüşüm (3S) içine - hidroksi - L-lizin KDO1 dioxygenase tarafından; katalize (1) (4R) - hidroksi - L-lizin KDO2 dioxygenase tarafından; katalize (2) ve (3R, 4R) - dihidroksi - L-lizin (3) art arda sıralı tepki gittikçe KDO1 ve KDO2 dioxygenases tarafından katalize. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56926/56926fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Decarboxylation metabolizma17ortak bir tepkidir. Özellikle, amino asit DCs (EC 4.1.1) kofaktör-ücretsiz (pyruvoyl bağlıdır) ya da PIP-bağımlı enzim ve bakteriler ve daha yüksek organizmaların18,19 ilgili polyamines içine decarboxylation amino asitlerin katalizler , 20 , 21 , 22. de mono - ve dihidroksi bileşikler (şekil 3) 4-7, 10-11 hydroxylated cadaverine, L-lizin decarboxylation tarafından elde edilen diamin karşılık gelir. Cadaverine kimya sanayî için önemli bir yapı taşı, özellikle bu poliamid ve poliüretan polimerlerin bir bileşendir. Bu nedenle, biyo-esaslı üretimini bu diamin yenilenebilir kaynaklardan gelen petrol bazlı rota alternatif olarak dikkat çekti ve çeşitli mikroorganizmalar bu amaç için tasarlanmış. Bu metabolik yollar, lizin DC (LDC) anahtar enzimdir. LDC alanin racemase (AR) yapısal aile23için ait PLP-bağımlı bir enzimdir. PIP-bağımlı DCs (PIP-DCs) yüksek substrat özgü olduğu bilinmektedir. Ancak, bazı enzimler hafif karışıklık, örneğin LDC Selenomonas rumirantium (LDCSrum), düşük olarak L-Ornitin ve L-lizin amino asitler doğru aktif varlık yeteneği kendi benzer Kinetik sabitler için sahip olduğu Lisin ve ornithine decarboxylation24,25. Bu genişletilmiş substrat özgüllüğü Bu enzim, mono - ve di-hidroksi-L-lizin decarboxylation için iyi bir aday yapar. Buna ek olarak, DCs etkin lizin Hidroksil türevleri doğru bulmak için biz αKAO enzimler kodlama genler genomik bağlamında inceledi. Nitekim, prokaryotik genleri enzimler aynı biyosentetik yolu dahil kodlama genler genellikle gen kümelerde co lokalizedir. KDO2 ( Chitinophaga pinensis)'dan gen sözde PLP-DC (Şekil 2) kodlama bir gen ile birlikte lokalize bulundu. Buna ek olarak, hiçbir gen DC için kodlama KDO1 dioxygenase genomik bağlamında analiz ederken bulundu. C. pinensis (DCCpin) PLP-DC protein bu nedenle cascade tepki decarboxylation adımında katalizler umut verici adayı olarak seçildi.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56926/56926fig2.jpg"> Şekil 2: C. pinensisKDO2 geni genomik bağlamında. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56926/56926fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Sonuç olarak, enzimatik cascade reaksiyonlar içeren dioxygenases ve DCs gelen amino asitler (şekil 3) Alifatik kiral β ve γ-amino alkoller sentezi elde etmek için tasarlanmış. Önceden bildirildiği gibi αKAO tarafından katalize C-H oksidasyon hidroksi yerine stereogenic Merkezi ile toplam diastereoselectivity tanıtır; Cβ/γ sembolik-ecek var olmak saklı içinde belgili tanımlık decarboxylative adım, amino asit yan16Cα karbon sadece etkileyen.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56926/56926fig3.jpg"> Şekil 3: Retrosynthetic analiz. (A)Retrosynthesis β ve γ amino alkoller (R) - 1,5 - diaminopentan-2-ol, (4) (5R) - hidroksi - L-lizin ve (S) - 1,5 - diaminopentan-2-ol (5) ve 1,5-diaminopentan-3-ol (6) dan L-lizin. (B) Retrosynthesis - 1,5 - β, γ - ve β, δ-amino diols (2S, 3S) diaminopentane-2,3-diol (10) ve (2R, 4S) - 1,5 - diaminopentane-2,4-diol (11) (5R) başlangıç- hidroksi-L-lizin ve (2R, 3R) - 1,5 - diaminopentane-2,3-diol (7) L-lizin başlayarak. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56926/56926fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
L-lizin ve onun (5R) başlayan-hidroksi Türev, biz burada rapor bir iki/üç adım, tek bir kap, enzimatik yordamı dioxygenases ve amino alkoller hedef almak için PIP-DCs birleştirerek. Önceden bir sentez hedef molekülleri laboratuvar ölçekte reaksiyon koşulları, örneğin, başlangıç malzemelerin; tam dönüşüm sağlamak için gerekli enzim konsantrasyonları ayarlamak için analitik ölçekte yöntem geliştirildi Biz bu yordamı de mevcut.

<table><tbody><tr><td>HEPES</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>L-lysine hydrochloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L5626</td><td></td></tr><tr><td>(5&lt;em&gt;S&lt;/em&gt;)-hydroxy-L-lysine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>GPS NONH</td><td>Out sourcing</td></tr><tr><td>&amp;alpha;-ketoglutaric acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>75892</td><td></td></tr><tr><td>Sodium ascorbate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A7631</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium Iron(II) sulfate hexahydrate</td><td>Acros</td><td>201370250</td><td></td></tr><tr><td>Pyridoxal phosphate (PLP)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>82870</td><td></td></tr><tr><td>3,4-dimercaptobutane-1,2-diol (DTT)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D0632</td><td></td></tr><tr><td>1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D1529</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>VWR</td><td>20825.290</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydrogen carbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71631</td><td></td></tr><tr><td>HCl 37%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>435570</td><td></td></tr><tr><td>HCl 0.1M</td><td>Fluka</td><td>35335</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitrile HiPerSolv CHROMANORM for LC-MS</td><td>VWR</td><td>83640.320</td><td></td></tr><tr><td>2,2,2-trifluoroacetic acid</td><td>VWR</td><td>153112E</td><td></td></tr><tr><td>Ammonia 28%</td><td>VWR</td><td>21182.294</td><td></td></tr><tr><td>Methanol HiPerSolv CHROMANORM for LC-MS</td><td>VWR</td><td>83638.32</td><td></td></tr><tr><td>Formic acid</td><td>Acros</td><td>270480010</td><td></td></tr><tr><td>Phosphoric acid 85%</td><td>Acros</td><td>201145000</td><td></td></tr><tr><td>Deuterium oxide</td><td>Acros</td><td>320,710,075</td><td></td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>C18 HPLC column</td><td>Phenomenex</td><td>00F-4601-Y0</td><td></td></tr><tr><td>Accela UHPLC System</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Accela PDA detector</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4mm syringe filters - 0,22&amp;micro;m - PVDF</td><td>Merck</td><td>SLGVR04NL</td><td></td></tr><tr><td>Single-use tuberculin syringe with ml graduation, Luer tip</td><td>VWR</td><td>HSWA5010.200V0</td><td></td></tr><tr><td>Cation exchange resin 100-200&amp;nbsp;mesh</td><td>Sigma Aldrich</td><td>217506</td><td></td></tr><tr><td>Mixed mode cation-exchange solid-phase extraction cartridge 6 mL</td><td>Waters</td><td>186000776</td><td></td></tr><tr><td>Extraction manifold</td><td>Waters</td><td>WAT200609</td><td></td></tr><tr><td>Rotary evaporator</td><td>B&amp;uuml;chi</td><td>531-0103</td><td></td></tr><tr><td>Lyophilizer alpha 1-2 LDplus</td><td>Christ</td><td>L083302</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 20 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000031</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 100 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000074</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 500 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000112</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 1000 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000120</td><td></td></tr><tr><td>300 MHz spectrometer</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 mL microtube</td><td>CLEARLine</td><td>CL20.002.0500</td><td></td></tr><tr><td>50 mL conical-bottom centrifuge tube</td><td>Fischer Scientific</td><td>05-539-8</td><td></td></tr><tr><td>25 mL round-bottom flask 14/23</td><td>Fischer Scientific</td><td>10353331</td><td></td></tr><tr><td>100 mL round-bottom flask 29/32</td><td>Fischer Scientific</td><td>11786183</td><td></td></tr><tr><td>250 mL round-bottom flask 29/32</td><td>Fischer Scientific</td><td>11786183</td><td></td></tr><tr><td>250 mL erlenmeyer flask</td><td>Fischerbrand</td><td>15496143</td><td></td></tr></tbody></table>

enzymatic cascade reactions for the synthesis of chiral amino alcohols from l-lysine

Amino alkoller geniş bir uygulama yelpazesi ile çok yönlü bileşiklerdir. Örneğin, Organik sentez kiral iskele olarak kullanılmıştır. Onların sentez geleneksel organik kimya tarafından genellikle sıkıcı Multi-step sentez işlemlerle stereochemical sonucu zor kontrol gerektirir. Enzimatik synthetize amino alkoller hazır L-lizin 48 h dan başlayan bir iletişim kuralına tanıtacağız. Bu iletişim kuralı tarafından geleneksel Organik sentez yapmak çok zor olan iki kimyasal reaksiyonlar birleştirir. İlk adım, regio - ve diastereoselective oksidasyon lizin unactivated bir C-H bağı içinde yan zincir dioxygenase tarafından katalizlenir; regiodivergent dioxygenase tarafından katalize ikinci bir regio - ve diastereoselective oksidasyon 1,2-diols oluşumuna yol açabilir. Son adımda, karboksilik grubu Alfa amino asitin piridoksal-fosfat (PIP) dekarboksilaz (DC) tarafından i ciddi. Decarboxylative bu adımı yalnızca stereogenic hidroksi yerine merkezi bir beta/gama pozisyonda istinat amino asit, Alfa karbon etkiler. Elde edilen amino alkoller bu nedenle optik zenginleştirilmiş. Protokol dört amino alkoller semipreparative ölçekli sentezi başarıyla uygulandı. Tepkileri izleme yüksek performanslı sıvı Kromatografi (HPLC) tarafından derivatization sonra 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene tarafından yapılmıştır. Basit arıtma katı fazlı ayıklama (SPE) tarafından tanınan mükemmel verimleri ile amino alkoller (%93 > % 95).

Biz daha önce diastereoselective enzimatik prokollajen demir (II) dioxygenases tarafından katalize tarafından sentez, mono - ve di-hidroksi-L-lysines bildirdin / αKAO ailesi (şekil 1)16. PIP DC tarafından katalize bir decarboxylation adım ardından bir αKAO tarafından katalize bir ya da iki prokollajen adımları birleştiren burada anlatılan tüm cascades protokolü en iyi duruma getirmek için reaksiyon koşulları hem de g...

Watch this Scientific Journal Video about Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine at JoVE.com

Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

Kiral amino alkoller çok yönlü kullanım için iskele organik sentezinde moleküllerdir. L-lizin başlayarak, biz sentez amino alkoller-diastereoselective C-H oksidasyon karboksilik asit yan tarafından karşılık gelen hidroksil amino asitin bölünme ardından dioxygenase tarafından katalize birleştiren bir enzimatik cascade tepki bir dekarboksilaz.

Enzimatik Cascade reaksiyonlardan L-lizin Amino kiral alkoller sentezi için

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...

enzymatic-cascade-reactions-for-synthesis-chiral-amino-alcohols-from

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Chemical Kinetics

SCIENTISTS IN ACTION

12.0K Görüntüleme.  CEA, CNRS, Univ Evry, Univ Paris-Saclay. Kiral amino alkoller çok yönlü kullanım için iskele organik sentezinde moleküllerdir. L-lizin başlayarak, biz sentez amino alkoller-diastereoselective C-H oksidasyon karboksilik asit yan tarafından karşılık gelen hidroksil amino asitin bölünme ardından dioxygenase tarafından katalize birleştiren bir enzimatik cascade tepki bir dekarboksilaz.

Video: Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

Preparation and In Vivo Use of an Activity-based Probe for N-acylethanolamine Acid Amidase

Activity-based protein profiling (ABPP) is a method for the identification of an enzyme of interest in a complex proteome through the use of a chemical probe that targets the enzyme&#39;s active sites. A reporter tag introduced into the probe allows for the detection of the labeled enzyme by in-gel fluorescence scanning, protein blot, fluorescence microscopy, or liquid chromatography-mass spectrometry. Here, we describe the preparation and use of the compound ARN14686, a click chemistry activity-based probe (CC-ABP) that selectively recognizes the enzyme N-acylethanolamine acid amidase (NAAA). NAAA is a cysteine hydrolase that promotes inflammation by deactivating endogenous peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-alpha agonists such as palmitoylethanolamide (PEA) and oleoylethanolamide (OEA). NAAA is synthesized as an inactive full-length proenzyme, which is activated by autoproteolysis in the acidic pH of the lysosome. Localization studies have shown that NAAA is predominantly expressed in macrophages and other monocyte-derived cells, as well as in B-lymphocytes. We provide examples of how ARN14686 can be used to detect and quantify active NAAA ex vivo in rodent tissues by protein blot and fluorescence microscopy.

Preparation and In Vivo Use of an Activity-based Probe for N-acylethanolamine Acid Amidase

Here, we describe the preparation and use of an activity-based probe (ARN14686, undec-10-ynyl-N-[(3S)-2-oxoazetidin-3-yl]carbamate) that allows for the detection and quantification of the active form of the proinflammatory enzyme N-acylethanolamine acid amidase (NAAA), both in vitro and ex vivo.

Hazırlama ve<em&gt; İn Vivo</em&gt; Bir Faaliyet tabanlı Sondası kullanılması için<em&gt; K</em&gt; -acylethanolamine Asit aminidaz

Activity-based protein profiling (ABPP) is a method for the identification of an enzyme of interest in a complex proteome through the use of a chemical ...

Biyokimya

A Facile and Efficient Approach for the Production of Reversible Disulfide Cross-linked Micelles

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. Improving drug delivery to maximize therapeutic outcomes and to reduce drug-associated side effects are some of the cornerstones of present-day nanomedicine. Nanoparticles in particular have found a wide application in cancer treatment. Nanoparticles that offer a high degree of flexibility in design, application, and production based on the tumor microenvironment are projected to be more effective with rapid translation into clinical practice. The polymeric micellar nano-carrier is a popular choice for drug delivery applications.
In this article, we describe a simple and effective protocol for synthesizing drug-loaded, disulfide cross-linked micelles based on the self-assembly of a well-defined amphiphilic linear-dendritic copolymer (telodendrimer, TD). TD is composed of polyethylene glycol (PEG) as the hydrophilic segment and a thiolated cholic acid cluster as the core-forming hydrophobic moiety attached stepwise to an amine-terminated PEG using solution-based peptide chemistry. Chemotherapy drugs, such as paclitaxel (PTX), can be loaded using a standard solvent evaporation method. The O2-mediated oxidation was previously utilized to form intra-micellar disulfide cross-links from free thiol groups on the TDs. However, the reaction was slow and not feasible for large-scale production. Recently, an H2O2-mediated oxidation method was explored as a more feasible and efficient approach, and it was 96 times faster than the previously reported method. Using this approach, 50 g of PTX-loaded, disulfide cross-linked nanoparticles have been successfully produced with narrow particle size distribution and high drug loading efficiency. The stability of the resulting micelle solution is analyzed using disrupting conditions such as co-incubation with a detergent, sodium dodecyl sulfate, with or without a reducing agent. The drug-loaded, disulfide cross-linked micelles demonstrated less hemolytic activity when compared to their non-cross-linked counterparts.

To deliver cancer drugs to tumor sites with high specificity and reduced side effects, new methods based on nanoparticles are required. Here, we describe disulfide cross-linked micelles that can be easily prepared by hydrogen peroxide-mediated oxidation and are able to dissociate efficiently under a reducing tumor environment to release payloads.

Döner disülfür Çapraz bağlı misellerin Üretimi için basit ve etkin Yaklaşım

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. ...

An Efficient Method for the Synthesis of Peptoids with Mixed Lysine-type/Arginine-type Monomers and Evaluation of Their Anti-leishmanial Activity

This protocol describes the manual solid-phase synthesis of linear peptoids that contain two differently functionalized cationic monomers. In this procedure amino functionalized 'lysine' and guanido functionalized 'arginine' peptoid monomers can be included within the same peptoid sequence. This procedure uses on-resin (N-(1-(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohexylidene)ethyl) or Dde protection, orthogonal conditions to the Boc protection of lysine monomers. Subsequent deprotection allows an efficient on-resin guanidinylation reaction to form the arginine residues. The procedure is compatible with the commonly used submonomer method of peptoid synthesis, allowing simple peptoids to be made using common laboratory equipment and commercially available reagents. The representative synthesis, purification and characterization of two mixed peptoids is described. The evaluation of these compounds as potential anti-infectives in screening assays against Leishmania mexicana is also described. The protozoan parasite L. mexicana is a causative agent of cutaneous leishmaniasis, a neglected tropical disease that affects up to 12 million people worldwide.

A protocol to synthesize peptoids with mixed cationic functionality in the same sequence is presented (lysine- and arginine-type monomers). Subsequent testing of these compounds against Leishmania mexicana, the protozoan parasites that cause cutaneous leishmaniasis, is also described.

Bunların Anti layişmanya Faaliyet karışık Lizin tipi / Arjinin-monomerleri ve Değerlendirilmesi peptoidler Sentezi için etkili bir yöntem

This protocol describes the manual solid-phase synthesis of linear peptoids that contain two differently functionalized cationic monomers. In this ...

Hydrolysis of a Ni-Schiff-Base Complex Using Conditions Suitable for Retention of Acid-labile Protecting Groups

Unnatural amino acids, amino acids containing side-chain functionalities not commonly seen in nature, are increasingly found in synthetic peptide sequences. Synthesis of some unnatural amino acids often includes the use of a precursor consisting of a Schiff-base stabilized by a nickel cation. Unnatural side-chains can be installed on an amino acid backbone found in this Schiff-base complex. The resulting unnatural amino acid can then be isolated from this complex using hydrolysis of the Schiff-base, typically by employing reflux in strongly acidic solution. These highly acidic conditions may remove acid-labile side-chain protecting groups necessary for the unnatural amino acids to be used in microwave-assisted solid-phase peptide synthesis. In this work, we present an efficient hydrolysis and subsequent Fmoc protection of an amino acid isolated from a Ni-Schiff base complex. Hydrolysis conditions presented in this work are suitable for retention of acid-labile side-chain protecting groups and may be adaptable to a variety of unnatural amino acid substrates.

Here, we present an efficient hydrolysis and subsequent Fmoc protection of an amino acid isolated from a Ni-Schiff-base complex. Hydrolysis conditions presented here are suitable for use when retention of acid-labile side-chain protecting groups is required. This technique may be adaptable to a variety of unnatural amino acid substrates.

Koruma Grupları aside dayanıksız Saklanmasına için uygun bir Ni-Schiff-Base hidrolizi Kompleksi kullanma Koşullar

Unnatural amino acids, amino acids containing side-chain functionalities not commonly seen in nature, are increasingly found in synthetic peptide ...

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

İyonik Sıvılar ARACILI 1,6-Ketoester son derece Stereoseçici Sentezi: Düşük Molekül Ağırlıklı Gelators Yeni Bir Sınıf Rapid Erişim etkinleştirilmesi A Üç bileşenli Tepki

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

Kimya

Constructing Thioether/Vinyl Sulfide-tethered Helical Peptides Via Photo-induced Thiol-ene/yne Hydrothiolation

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene hydrothiolation. In addition, this protocol describes the preparation of vinyl-sulfide-tethered peptides using in-solution intramolecular thiol-yne hydrothiolation between amino acids that possess alkene/alkyne side chains and cysteine residues at i, i+4 positions. Linear peptides were synthesized using a standard Fmoc-based solid-phase peptide synthesis (SPPS). Thiol-ene hydrothiolation is carried out using either an intramolecular thio-ene reaction or an intermolecular thio-ene reaction, depending on the peptide length. In this research, an intramolecular thio-ene reaction is carried out in the case of shorter peptides using on-resin deprotection of the trityl groups of cysteine residues following the complete synthesis of the linear peptide. The resin is then set to UV irradiation using photoinitiator 4-methoxyacetophenone (MAP) and 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-methyl-1-propanone (MMP). The intermolecular thiol-ene reaction is carried out by dissolving Fmoc-Cys-OH in an N,N-dimethylformamide (DMF) solvent. This is then reacted with the peptide using the alkene-bearing residue on resin. After that, the macrolactamization is carried out using benzotriazole-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBop), 1-hydroxybenzotriazole (HoBt), and 4-Methylmorpholine (NMM) as activation reagents on the resin. Following the macrolactamization, the peptide synthesis is continued using standard SPPS. In the case of the thio-yne hydrothiolation, the linear peptide is cleaved from the resin, dried, and subsequently dissolved in degassed DMF. This is then irradiated using UV light with photoinitiator 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA). Following the reaction, DMF is evaporated and the crude residue is precipitated and purified using high-performance liquid chromatography (HPLC). These methods could function to simplify the generation of thioether-tethered cyclic peptides due to the use of the thio-ene/yne click chemistry that possesses superior functional group tolerance and good yield. The introduction of thioether bonds into peptides takes advantage of the nucleophilic nature of cysteine residues and is redox-inert relative to disulfide bonds.

We present a protocol for the construction of thioether/vinyl sulfide-tethered helical peptides using photo-induced thiol-ene/thiol-yne hydrothiolation.

Thioether/vinil sülfür-gergin helisel peptidler fotoğraf yolu ile indüklenen Thiol-KD/yne Hydrothiolation oluşturmak

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene ...

Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of &#945;-Imino &#947;-Lactones and Alkylidene Pyrazolones

Bispirocyclic scaffolds are one of the important structural subunits in many natural products that exhibit diverse and attractive biological activities. Recently, we have developed an efficient organocatalytic strategy, which provides facile access to a variety of enantiomerically enriched bispiro[&#947;-butyrolactone-pyrrolidin-4,4&#39;-pyrazolone] skeletons. In this paper, we demonstrate a detailed protocol for the asymmetric synthesis of drug-like bispirocyclic compounds with two spirocyclic carbon centers via an organocatyltic 1,3-dipolar cycloaddition reaction. Spirocyclization synthons &#945;-imino &#947;-lactones and alkylidene pyrazolones are prepared first, which are then subjected to a cycloaddition reaction in the presence of a bifunctional squaramide organocatalyst to afford the desired bispirocycles in high yields and excellent stereoselectivities. Chiral high-performance liquid chromatography (HPLC) is carried out to determine the enantiomeric purity of the products, and the d.r. value is examined by proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). The absolute configuration of the product is assigned according to an X-ray crystallographic analysis. This synthetic strategy allows scientists to prepare a diversity of bispirocyclic scaffolds in high yields and excellent diastereo- and enantioselectivities.

Enantiomerically enriched bispiro[&#947;-butyrolactone-pyrrolidin-4,4&#39;-pyrazolone] skeletons are asymmetrically synthesized through a simple organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition reaction.

Verimli α-Imino γ-Lactones Organocatalytic Cycloadditions ve Alkylidene Pirazolonlar ile ilaç gibi Bispirocyclic İskele İnşaatı

Bispirocyclic scaffolds are one of the important structural subunits in many natural products that exhibit diverse and attractive biological activities. ...

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very difficult and laborious to make aziridines in optically pure forms on a large scale to apply asymmetric synthesis of aza compounds. Fortunately, we successfully achieved both enantiomers (2R)- and (2S)-aziridine-2-carboxylates with the electron-donating &#945;-methylbenzyl group at the ring nitrogen as non-activated aziridines. These starting aziridines have two distinct functional groups-highly reactive three-membered ring and versatile carboxylate. They are applicable in ring-opening or ring-transformation with aziridine and in functional group transformation to others from carboxylate. Both of these enantiomers were utilized in the preparation of biologically important amino acyclic and/or aza-heterocyclic compounds in an asymmetric manner. Specifically, this report describes the first expedient asymmetric synthesis of both enantiomers of 5, 6-dihydrouracil-type marine natural products biemamide B and D as potential TGF-&#946; inhibitors. This synthesis consisted of regio- and the stereoselective ring-opening reaction of aziridine-2-carboxylate and subsequent formation of 4-aminoteterahydropyrimidine-2,4-dione. One more example in this protocol dealt a highly stereoselective Mukaiyama reaction of aziridine-2-carboxylate and silyl enol ether, following intramolecular aziridine ring-opening to provide easy and facile access to (-)-epiallo-isomuscarine.

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

In this study, we prepare both enantiomers of aziridine-2-carboxylate, which are used in the asymmetric synthesis of alkaloids, including biemamide B and D, and (-)-epiallo-isomuscarine.

Enantioprepure Non-Aktive Aziridinlerin Hazırlanması ve Biemamid-B, D ve Epiallo-İzomuskarin Sentezi

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very ...

Organocatalysis

Source: Vy M. Dong and Faben Cruz, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate the concept of organocatalysis by illustrating the proper setup of a reaction that utilizes enamine catalysis. Organocatalysis is a form of catalysis that uses substoichiometric amounts of small organic molecules to accelerate reactions. This type of catalysis is complementary to other forms of catalysis such as transition metal or biocatalysis. Transition metal catalysis involves transition metals as catalysts and biocatalysis uses enzymes as catalysts. Some advantages of organocatalysis include the low toxicity and cost of the organocatalysts in comparison to many metal catalysts. In addition, most organocatalysts are not sensitive to air and moisture, unlike metal catalysts. In contrast to enzymes found in living organisms, the small molecules that act as organocatalysts are typically easy to access. Furthermore, organocatalysis offers complementary and new reactivity not observed with other forms of catalysis.

Organocatalysis: Principles and Applications

Source: Vy M. Dong and Faben Cruz, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate the concept of ...

JoVE Science Education

Organik Kimya II

Acid Halides to Esters: Alcoholysis

Alcoholysis is a nucleophilic acyl substitution reaction in which an alcohol functions as a nucleophile. Acid halides react with alcohol to produce esters. The mechanism proceeds in three steps:
<ol>
	<li>First, the alcohol acts as a nucleophile and attacks the acyl carbon to form a tetrahedral intermediate.</li>
	<li>Next, the carbonyl re-forms with the loss of a chloride ion.</li>
	<li>Lastly, the positively charged intermediate loses a proton to give an ester as the final product along with H3O+, making HCl an overall byproduct of the reaction.</li>
</ol>
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12362/12362_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 200px;" />
Pyridine is used as a base to neutralize the acidic reaction mixture.
Alcoholysis of sulfonyl chlorides follows a similar pattern and forms sulfonic acid esters.
<img alt="Figure2" src="/files/ftp_upload/12362/12362_PT_Figure_2.svg" style="text-align: center; height: 75px;" />

Asit Halojenürlerden Esterlere: Alkoliz

Alcoholysis is a nucleophilic acyl substitution reaction in which an alcohol functions as a nucleophile. Acid halides react with alcohol to produce ...