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硫酯在酰基转移反应中作为重要的反应供体，酰胺键是许多药物的关键官能团，目前尚无合适的硫代酯和叔酰胺生物催化合成方法。MsAcT（来源于耻垢分枝杆菌）与SGNH丝氨酸水解酶超家族具有共同的特征，其中包括催化三联体（Ser-His-Asp），该三联体在进化上十分保守。在典型的酰基转移酶机理中，催化三联体促使形成酰基酶中间体（acyl-O-Ser-enzyme），该中间体对于亲核试剂反应性较弱。将催化氨基酸丝氨酸突变为半胱氨酸将产生更具反应性的acyl-S-Cys-enzyme，不仅有助于通过Cys-S-消除，而且可以通过氧阴离子穴中的氢键来实现。但是，这种丝氨酸水解酶催化三联体中的Ser / Cys交换大大降低水解其活性。本文作者将酰基转移酶的催化氨基酸Ser突变为Cys以扩大其在水性介质中的合成能力。 S11C突变体表现出对巯基以及仲胺更宽泛的底物范围。以一种绿色的方式合成硫酯和叔酰胺，例如可以合成乙酰辅酶A（乙酰辅酶A）及其类似物。

硫酯的合成。使用2-苯基乙硫醇（1a）作为模式底物，通过探查S11C MsAcT底物范围进一步建立了由S11C MsAcT催化的硫酯合成（表1）。

与野生型不同，S11C MsAcT不接受乙酸乙酯作为酰基供体，因为它未充分活化。用两种选定的硫醇（1a和1b）进一步研究了对不同乙烯基酯供体的反应性（表2）。

辅酶A类似物N-乙酰半胱胺（HS-NA , 1o）可用来合成辅酶A硫酯（图1）。

通过计算研究深入了解乙酰辅酶A及其模拟物的结合，当硫酯羰基氧在距Cys11的催化距离处指向氧阴离子孔时，乙酰辅酶A显示出最佳分数（图2）。

为研究辅酶A向活性位点的转运以及乙酰辅酶A沿相反方向的出口，使用CaverDock软件计算底物在其到达活性腔的路径中的能量分布（图3）以及在相反方向上的产物。CoA倾向于腺嘌呤首先进入活性腔，从而最终观察到结构的翻转。

叔酰胺的合成。使用乙酸乙烯酯作为供体测试了一系列仲胺和环胺（250mM）（表3），证明了S11C MsAcT的多功能性。

MsAcT S11C的立体选择性。野生型 MsAcT对选定的底物仅表现出中等的对映选择性。因此，使用乙酸乙烯酯作为供体，使用支链亲核试剂（表4，1-7）和α-取代的环状仲胺（表4，8-10）评估MsAcT S11C（表4）。

总而言之，本项研究打破了酶工程学的规则开发出一种新的化学反应方法。为了改变酶的底物范围，突变通常是涉及底物识别中的关键残基，无论是通过合理的设计还是通过定向进化，始终保持催化残基不变。本文酰基转移酶催化三联体S11C突变能够转化野生型无法接受的底物类型并用来合成叔酰胺和硫酯，可以在温和的条件下合成具有挑战性的分子（如乙酰辅酶A）实现大规模转化，最终实现模拟细胞代谢。