Voor het eerst is een natuurlijk enzym gevonden dat gespecialiseerd lijkt te zijn in het katalyseren van 4+2-cycloaddities. Met een beetje mazzel is dit het Diels-Alderase waar organici al decennia lang van dromen, zo claimen Hung-wen Liu en collega’s (University of Texas) in Nature.

Dat Diels-Alderase zou een Diels-Alderreactie moeten katalyseren, waarbij een 1, 3-dieen en een alkeen of alkyn samen een cyclohexeenring vormen. Deze vorm van cycloadditie is al 83 jaar een belangrijk gereedschap binnen de organische synthese; in 1950 kregen de uitvinders er een Nobelprijs voor.

Er zijn sterke vermoedens dat deze reactie ook in de natuur voorkomt. Er bestaan nogal wat metabolieten waar cyclohexeenringen in zitten, en het ligt voor de hand dat die via een Diels-Alderreactie ontstaan. Maar tot nu toe is dat nooit bewezen. Wel zijn vier enzymen geïsoleerd die in principe Diels-Alderases zouden kunnen zijn, maar allevier katalyseren die ook andere reacties en het staat bepaald niet vast dat ze echt iets met de cycloadditiestap te maken hebben.

Liu denkt nu een enzym te hebben gevonden dat echt alleen een Diels-Alderachtige cycloadditie katalyseert. Het heet SpnF, het is afkomstig uit de bacterie Saccharopolyspora spinosa, en het katalyseert een van de stappen die nodig zijn om spinosyne A te maken, een natuurlijk insecticide dat door Dow Agrosciences op de markt wordt gebracht onder de naam Spinosad.

Of het echt een Diels-Alderase is staat nog niet helemaal vast. Daartoe moet eerst nog het exacte werkingsmechanisme worden opgehelderd. Het ‘telt’ pas als de cycloadditie in één stap blijkt te verlopen, zonder tussenproducten. Dan is dus ook definitief bewezen dàt er inderdaad natuurlijke Diels-Alderreacties bestaan.

In C&EN zegt Liu dat hij aan zijn water voelt dat het goed zit. Om het ook te bewijzen wil hij proeven doen met isotopen om het mechanisme helder te krjgen, en de 3D-structuur van SpnF laten bepalen met röntgenkristallografie.

bron: C&EN