动态金属配位作用调控了自由基卤化酶的化学选择性

《Nature Chemical Biology》：Dynamic metal coordination controls chemoselectivity in a radical halogenase

非血红素铁酶通过动态金属配位球重组和第二层氢键网络驱动自由基反弹分支化，Fe2?/α-酮戊二酸依赖性卤化酶转移多种阴离子，X射线晶体学证实O?激活途径存在早期过氧半缩酮中间体，为催化可塑性进化及反应范围扩展提供设计原理。

　　

摘要

非血红素铁酶能够激活惰性的C(sp³)–H键，为化学合成具有更高sp³复杂性的分子提供了强大的生物催化平台。在这一背景下，Fe^II/α-酮戊二酸依赖的自由基卤化酶具有独特的功能，能够在C–H键被激活后转移多种类型的结合阴离子。本研究提供了实验证据，表明H原子被抽取后自由基的再结合过程既可以由动态金属配位结构的变化驱动，也可以由第二层氢键网络驱动，而后者仅需两个残基即可实现。此外，我们还提供了晶体学数据，证实了在Fe^II/α-酮戊二酸依赖酶的O₂激活途径中存在一个早期的过氧半缩酮中间体。这些数据为理解这些酶的催化灵活性演变提供了范例，并有助于揭示扩展其反应范围的设计原理。