Ein Verbindung‐I‐Analogon deckt die vorübergehende aktive Spezies eines Zytochrom‐P450‐Enzymes auf: Einblick in die Stereoselektivität P450‐katalysierter Oxidationen

Abstract

Das Erfassen der Struktur von Zytochrom‐P450‐Enzymen in flagranti ist für die Entwicklung von P450‐Biokatalysatoren von entscheidender Bedeutung, da die meisten der bisher erfassten Strukturen in einer präkatalytischen Konformation gefangen sind. Das Herzstück der P450‐Katalyse ist Verbindung I (Vbd I), ein kurzlebiges, hochreaktives Zwischenprodukt, dessen widerspenstige Art die Mehrheit der Versuche vereitelt hat, katalytisch bedeutsame Konformationen von P450 zu erfassen. Wir zeigen die Kristallstruktur von P450BM3, die den Zustand genau im Momente vor der Epoxidierung nachahmt, der mit den experimentell ermittelten Stereoselektivitäten perfekt übereinstimmt. Die Kristallisation wurde durch Bindung des stabilen Vbd‐I‐Analogons Oxomolybdänmesoporphyrin IX an P450BM3 in Gegenwart Styrols erreicht. Die relative Ausrichtung Styrols zur Molybdän‐Sauerstoff‐Spezies in den Kristallstrukturen wirft ein Licht auf die Dynamik, die an der Drehung Styrols beteiligt ist, um seine Vinylgruppe Vbd I darzubieten. Diese Methode dient als leistungsfähiges Instrument zur Vorhersage und Modellierung der Stereoselektivität von P450‐Reaktionen.