氟官能團以及含氟官能團在藥物和農藥領域非常重要,最近人們發現,SAM依賴甲基轉移酶(methyltransferases)以及幾種類似物能夠通過親核機理進行轉移氟甲基。但是如何對未活化的碳原子進行氟甲基化仍然是個挑戰,通常這種氟甲基化反應包括自由基機理。目前仍然沒有能夠對惰性碳原子位點進行氟甲基化的酶催化劑。
有鑒于此,天津大學董敏教授、盈科瑞(天津)創新醫藥研究有限公司Jing Hu等報道B12依賴的自由基SAM甲基轉移酶(B12-RSMT)QCMT,能夠利用AclHMT(Aspergillus clavatu來源的鹵代甲基轉移酶(HMT))原位產生的氟化SAM(F-SAM)對谷氨酸的Cα位點進行氟甲基化。
本文要點:
(1)
QCMT能夠切斷F-SAM,生成5′-dA自由基。通過HRMS、19F NMR、X射線晶體表征,驗證反應的中間體。而且B12-RSMTs CysS和GenD1同樣能夠將氟甲基轉移到天然產物分子上。
(2)
此外,研究發現F-SAM不是強制性的。當使用SAM作為自由基引發,還原后的B12-RSMT能夠與CH2FI直接生成CH2FCBl,并且轉移CH2F官能團。這項研究展示了使用非生物性的輔酶進行基于自由基的酶催化氟甲基化,將自由基SAM酶拓展到氟化學領域。
參考文獻
Liyuan Kong, Jianliang Zhang, Haoxin Wang, Zhifeng Wei, Wenrui Wang, Jing Hu, Min Dong, B12-Dependent Radical SAM Enzymes Catalyze C-Fluoromethylation via a CH2F-cobalamin Intermediate, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202419815
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202419815