Prenylated-Flavin Enzymes as a new Platform for Drug Synthesis and Discovery

异戊二烯化黄素酶作为药物合成和发现的新平台

基本信息

  • 批准号:
    9982049
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-01 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract The discovery and synthesis of small molecules that possess favorable biological properties have markedly enhanced the quality of human life. Current methods for the synthesis of these drug compounds, however, rely heavily on environmentally-harsh solvents and reactions that frequently offer only limited selectivity for the desired outcome. In recent years, enzymes have been increasingly used in conjunction with synthetic reactions to yield products with unparalleled selectivity and without the necessity of harmful solvents. Engineering new enzyme platforms for novel reactivity will expand the collection of biocatalysts that are beneficial to the drug development process, and is thus a goal worth pursuing. Directed evolution has proved to be an unrivaled technique for the development of enzymes that exhibit exquisite catalytic capabilities toward an array of desired reactions. From P450s to TrpB enzymes, many natural scaffolds have been evolved to catalyze reactions that are both known and new to biology, effectively expanding our synthetic toolbox. The research proposed herein aims to engineer prenylated-flavin (prFMN) enzymes by directed evolution to generate biocatalysts that can pave the way to more cost-effective avenues to drug compounds used for the treatment of human diseases. To this end, previously-characterized prFMN enzymes will be applied to a non- native C–C coupling reaction that will ultimately produce chiral allylic and aromatic alcohols. This chemical moiety is found in numerous drug scaffolds; however, the current synthetic procedures often grant insufficient control over the product stereochemistry. A second objective is to apply prFMN enzymes to aromatic acylation reactions, a similar C–C coupling reaction described above that will result in diverse and complex molecular scaffolds. Crafting new synthetic avenues to complex and diversifiable ring structures is important to the drug discovery process by the philosophy of diversity-oriented synthesis. A third objective is to redirect the native prFMN reactivity toward the aromatic carboxylation of large, ring-bearing compounds. Late-stage carboxylation of complex molecular scaffolds can provide another branchpoint to produce libraries of complex and diverse molecules for bioactivity screening and drug discovery. Directed evolution will be applied throughout each aim to engineer enzyme variants capable of catalyzing the chemical transformations with a high degree of specificity. The biocatalysts developed herein may also serve as a platform for future engineering endeavors involving the prFMN cofactor.
项目概要/摘要 具有良好生物学特性的小分子的发现和合成已显着 然而,目前合成这些药物化合物的方法依赖于。 大量使用对环境恶劣的溶剂和反应,这些溶剂和反应通常只能提供有限的选择性 近年来,酶越来越多地与合成反应结合使用。 生产具有无与伦比的选择性的产品,且无需使用有害溶剂。 具有新反应性的酶平台将扩大对药物有益的生物催化剂的收集 发展过程,因此是一个值得追求的目标。 定向进化已被证明是一种无与伦比的酶开发技术, 对一系列所需反应具有出色的催化能力。 天然支架已经进化到能够有效地催化生物学已知和新的反应 扩展我们的合成工具箱。 本文提出的研究旨在通过定向进化来设计异戊二烯化黄素(prFMN)酶 生产生物催化剂,为用于药物化合物的更具成本效益的途径铺平道路 为此,先前表征的prFMN酶将被应用于非- 天然 C-C 偶联反应,最终产生手性烯丙醇和芳香醇。 在许多药物支架中都发现了该部分,然而,目前的合成程序往往不能满足要求。 控制产物立体化学的第二个目标是将 prFMN 酶应用于芳香酰化。 反应,类似于上述的 C-C 偶联反应,会产生多样化且复杂的分子 为复杂且多样化的环结构打造新的合成途径对于该药物非常重要。 以多样性为导向的综合哲学的发现过程的第三个目标是重新定向原生。 prFMN 对大型含环化合物的芳香族羧化的反应性。 复杂分子支架的构建可以提供另一个分支点来产生复杂多样的文库 用于生物活性筛选和药物发现的分子将应用于每个目标。 设计能够高度催化化学转化的酶变体 本文开发的生物催化剂也可以作为未来工程努力的平台。 涉及 prFMN 辅助因子。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nature's Machinery, Repurposed: Expanding the Repertoire of Iron-Dependent Oxygenases.
  • DOI:
    10.1021/acscatal.0c03606
  • 发表时间:
    2020-10-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Dunham NP;Arnold FH
  • 通讯作者:
    Arnold FH
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Noah Paul Dunham其他文献

Noah Paul Dunham的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

干旱内陆河高含沙河床对季节性河流入渗的影响机制
  • 批准号:
    52379031
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目
沿纬度梯度冠层结构多样性变化对森林生产力的影响
  • 批准号:
    32371610
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
开放与二元结构下的中国工业化:对增长与分配的影响机制研究
  • 批准号:
    72373005
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于MF和HPLC-ICP-MS监测蛋白冠形成与转化研究稀土掺杂上转换纳米颗粒对凝血平衡的影响机制
  • 批准号:
    82360655
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
高寒草灌植被冠层与根系结构对三维土壤水分动态的影响研究
  • 批准号:
    42301019
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Neural activity-based candidate gene identification to link eating disorders and drug addiction
基于神经活动的候选基因识别将饮食失调和药物成瘾联系起来
  • 批准号:
    10528062
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.49万
  • 项目类别:
Developing and Evaluating a Positive Valence Treatment for Alcohol Use Disorder with Anxiety or Depression
开发和评估治疗伴有焦虑或抑郁的酒精使用障碍的正价疗法
  • 批准号:
    10596013
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.49万
  • 项目类别:
Targeting Alcohol-Opioid Co-Use Among Young Adults Using a Novel MHealth Intervention
使用新型 MHealth 干预措施针对年轻人中酒精与阿片类药物的同时使用
  • 批准号:
    10456380
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.49万
  • 项目类别:
Mindfulness and Behavior Change to Reduce Cardiovascular Disease Risk in Older People with HIV
正念和行为改变可降低老年艾滋病毒感染者的心血管疾病风险
  • 批准号:
    10762220
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.49万
  • 项目类别:
Integrating Treatments for Alcohol Use Disorder into Hepatology Clinics
将酒精使用障碍的治疗纳入肝病诊所
  • 批准号:
    10785211
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.49万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了