Внутриклеточная сборка искусственных ферментов для цитоплазматических энантиоселективных реакций Манниха

Искусственные ферменты, созданные путем ввода неабио́логических каталитических кофакторов в белковые каркасы, становятся перспективными биокатализаторами для реакций, не имеющих природных аналогов. Тем не менее проектирование искусственных ферментов для in cellulo стереоселективного биосинтеза остается практически не исследованным ввиду многих трудностей, связанных со сложной клеточной средой. Здесь мы представляем эффективную стратегию внутриклеточной сборки искусственных ферментов посредством ковалентного закрепления: инкубации клеток, экспрессирующих целевой белок, с синтетическим каталитическим кофактором, по аналогии с природными ферментами. Искусственный фермент эффективно собирается в клетках через сайт-специфичное образование дисульфидной связи и катализирует асимметричную реакцию Манниха in cellulo с отличной энантиоселективностью и реакционной способностью. Кристаллографический анализ в сочетании с вычислительными исследованиями обеспечивает структурное и механистическое понимание стереоселективности и каталитической эффективности. В целом, эта работа устанавливает универсальный и обобщаемый подход к конструированию искусственных ферментов in cellulo, расширяя инструментарий для целенаправленных синтетических применений в клеточных контекстах. Авторы демонстрируют стратегию модульной внутриклеточной сборки искусственных ферментов посредством ковалентного закрепления, и полученный искусственный фермент катализировал неестественную асимметричную реакцию Манниха in cellulo.