环丙烷环是一种高度应变的结构单元，广泛存在于萜类化合物、脂肪酸等天然产物和药物中，包括losmapimod、tranylcypoomine和GSK1360707F。环丙烷环在药物化学中的成功是由于其独特的物理化学性质，这是由其环和扭转应变产生的，与相应的非环异丙基官能团相比，环丙烷环具有较高的代谢稳定性、构象刚性和较低的亲脂性。环丙烷环也是合成中有用的中间体官能团，因为它可以使用各种化学方法打开。迄今为止，已经开发了几种以外消旋体或对映体纯形式获得环丙烷的合成方法，包括最重要的Simmons–Smith和Corey–Chaykovsky反应。尽管在学术界广泛使用，但目前由于需要苛刻的反应条件、化学计量金属、强碱（NaH或BuLi）、手性助剂和潜在爆炸危险的重氮化合物试剂的使用，环丙烷化方法在工业上仍有很大的局限性。环丙烷脂肪酸合成酶（CFAS）是一类S-腺苷甲硫氨酸（SAM）依赖性甲基转移酶，能够催化不饱和磷脂的环丙烷化。由于CFAS使用SAM作为环丙烷烯烃底物的亚甲基来源，因此与目前基于卡宾的方法相比，它们有可能成为温和且更可持续的环丙烷转化生物催化剂。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

有鉴于此，University College London的Daniele Castagnolo与其合作者对来源于大肠杆菌的CFAS（ecCFAS）进行了表征，并将其应用于环丙基脂质的立体选择性生物催化合成。研究结果显示，ecCFAS将磷脂酰甘油（PG）转化为methyl dihydrosterculate1，转化率高达58%，ee为73%，并建立了绝对构型（9S，10R）。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

随后，研究还发现ecCFAS的底物耐受性与磷脂头基的电子性质相关，并首次发现ecCFAS催化两个磷脂链的环丙烷化形成二环丙烷化产物。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

此外，还进行了诱变和计算机实验，以鉴定在催化中起关键作用的酶残基，并为ecCFAS的脂质底物偏好提供结构见解。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

最后，分别在CH₃I和CD₃I存在下，将重组ecCFAS与能再生SAM的AtHMT相结合，完成了生物催化合成methyl dihydrosterculate1及其氘化类似物。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

原文标题：Insights into E. coli Cyclopropane Fatty Acid Synthase (CFAS) Towards Enantioselective Carbene Free Biocatalytic Cyclopropanation.

原文作者：Iman Omar, Michele Crotti, Chuhan Li, Krisztina Pisak, Blazej Czemerys, Salvatore Ferla, Aster van Noord, Caroline E. Paul, Kersti Karu, Cagakan Ozbalci, Ulrike Eggert, Richard Lloyd, Sarah M. Barry,* and Daniele Castagnolo*