Oxalyl‐CoA Decarboxylase katalysiert die nukleophile ein‐Kohlenstoff‐Verlängerung von Aldehyden zu chiralen α‐Hydroxysäuren

Abstract

Die Synthese komplexer Moleküle aus erneuerbaren Kohlenstoffbausteinen ist ein zentrales Ziel einer nachhaltigen Wirtschaft. Hier untersuchten wir das biokatalytische Potential Thiamindiphosphat (ThDP)‐abhängiger Oxalyl‐CoA Decarboxylasen (OXC)/2‐Hydroxyacyl‐CoA Lyasen (HACL). Diese Enzyme katalysieren den Abbau von Acyl‐CoA‐Thioestern unter Bildung des C1‐Moleküls Formyl‐CoA. In der OXC/HACL Superfamilie kommen aber auch unspezifische Enzymvarianten vor, die C1‐Bausteine mit verschiedenen Aldehyden kondensieren und so 2‐Hydroxyacyl‐CoA‐Thioester bilden. Eine verbesserte OXC‐Variante mit zwei neu beschriebenen Enzymen – einer spezifischen Oxalyl‐CoA Synthetase und einer 2‐Hydroxyacyl‐CoA Thioesterase — wurde zu einer Kaskade kombiniert, die die Umsetzung von Oxalat und aromatischen Aldehyden zu (S)‐α‐Hydroxysäuren mit einem Enantiomerenüberschuss (ee) bis zu 99 % ermöglicht. Unsere Studie zeigt das Potential ThDP‐katalysierter C1‐Erweiterungsreaktionen in der nachhaltigen Synthese chiraler Bausteine.