ACS Catal：Cu自由基氧化酶生物电催化氧化

纳米技术

2021-06-06

半乳糖氧化酶GOase（galactose oxidase）是一种Cu自由基氧化酶，能够将一级醇通过有氧氧化反应转化为醛，这种反应方法学广泛应用于医药分子领域的大规模后期合成，在半为了保证较高的催化反应活性、底物转化率，乳糖氧化酶GOase需要连续的进行1e^-氧化反应，从而将催化反应后形成的GOase^semi重新生成GOase^ox。有鉴于此，美国默克集团(Merck & Co Inc) Serge Ruccolo等报道电化学方法能够替代以往使用的价格高昂辣根过氧化物酶激活剂（horseradish peroxidase activator），用于GOase催化氧化反应。

本文要点：

（1）

首先通过UV-vis光谱对GOase^semi进行非酶氧化生成酶的变体GOase^ox过程进行研究，随后通过循环伏安法研究了介导分子驱动GOase电化学氧化反应。作者通过比较不同pH值条件中，各种介导分子与GOase之间的电子转移速率，发现介导分子的氧化还原电位、pH值都具有一定影响。优化的反应结果显示，在pH 7~9的环境中通过介导分子氧化GOase的过程通过协同质子耦合电子转移过程进行无氧氧化。

（2）

这种电化学活化GOase的方法能够应用于生物电化学催化反应进行苯甲醇、肉桂醇、脂肪多元醇等醇类的氧化，也能够用于2-乙炔基甘油的不对称氧化反应，用于生物级联催化制备潜在HIV诊疗药物islatravir的关键中间体。

参考文献

Shaoguang Zhang, Serge Ruccolo*, Anna Fryszkowska, Artis Klapars, Nicholas Marshall, and Neil A. Strotman, Electrochemical Activation of Galactose Oxidase: Mechanistic Studies and Synthetic Applications, ACS Catal. 2021, 11, 7270–7280

DOI: 10.1021/acscatal.1c01037

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01037