Effect of mutations of Thermoanaerobacter ethanolicus secondary alcohol dehydrogenase at tryptophan-110 on enantioselectivity of reduction of phenyl –ring-containing ketones

Effect of mutations of Thermoanaerobacter ethanolicus secondary alcohol dehydrogenase at tryptophan-110 on enantioselectivity of reduction of phenyl –ring-containing ketones. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (M.S thesis)

Download (10MB) | Preview

Arabic Abstract

تم تحضير مركبات الكحول من الاختزال غير المتماثل لمجموعة من مركبات الكيتون التي تحتوي على حلقة اروماتية باستخدام طفرات مختلفة من الانزيم (TeSADH). باستخدام الطفرة الثنائية للموقع النشط للانزيم تمكنا من اختزال جميع مركبات كيتون التي يمكن اختزالها بالطفرة الاحادية وكذلك تمكن من زيادة عدد مركبات الكيتون التي يمكن ان تختزل بواسطة الانزيم وخصوصا مركبات الكيتون التي تحتوي على مجموعات اروماتية حول الكاربونيل. كذلك تمكنا من اختزال مركبات كيتون التي تحتوي على مجموعتين كاربونيل بفعالية عالية. تم قياس المعاملات الحركية (Vmax and Km) لمركبات ٤- فينيل-٢ - بيوتانون و١- فينيل- ٢- بروبانون وكانت متوافقة مع قيم (ee) التي تم ايجادها. بالاضافة الى ذلك تم اجراء اختزال غير متماثل لمركبات (2-tetralones) ومشتقاتها ووجدنا ان هناك تاثير كبير لموقع مجموعة التفرع على الحلقة الاروماتية على نوع الكحول الناتج وتم قياس معاملات الحركية (Vmax and Km) لهذه المركبات.

English Abstract

The asymmetric reduction of selected phenyl-ring-containing ketones by various mutants of Thermoanaerobacter ethanolicus secondary alcohol dehydrogenase (TeSADH) was studied using single and dual site mutagenesis. The expansion of both small and large pockets of TeSADH in the mutant W110A/I86A not only accommodates the substrates of single mutants W110A and I86A within the active site, but also expands the substrate scope to ketones bearing two sterically demanding groups (bulky-bulky ketones); which are not substrates for TeSADH single mutants. We also explored the regio- and enantioselective reduction of diketones using W110A/I86A TeSADH. The double mutant exhibited dual stereopreferences that resulted in Prelog products and the anti-Prelog products were occasionally observed. Kinetic parameters, Michaelis-Menten constant (Km) and maximum velocity (Vmax), for the reduction reactions of substituted 4-phenyl-2-butanone and 1-phenyl-2-propanone were consistent with that of the enantioselectivity values. Moreover, we conducted asymmetric reduction of substituted 2-tetralones, using various mutants of TeSADH which revealed that the stereoselectivity and its magnitude were dependent on the position of substituent on the aromatic ring; such an outcome has been attributed due to different binding modes of these substrates in the enzyme active site. In addition, changing the position of the substituent on the aromatic ring also has a great impact on the binding affinity and maximum catalytic rate, as reflected by the kinetic parameters Vmax and Km.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemistry
Department: College Of Sciences > Chemistry Dept
Committee Advisor: Musa, Musa
Committee Members: Ullah, Nisar and OLADEPO, SULAYMAN
Depositing User: ODEY BSHARAT (g201408120)
Date Deposited: 12 Jan 2017 10:16
Last Modified: 01 Nov 2019 16:35
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140131