中國科學(xué)家開發(fā)多酶組裝策略助力人工體系高效合成

9月21日，華中科技大學(xué)研究團隊與西北大學(xué)合作，在《Nature》雜志上在線發(fā)表了題為“Enantioselective [2+2]-cycloadditions with triplet photoenzymes”的研究論文。團隊結(jié)合有機合成、基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶理論計算和結(jié)構(gòu)生物學(xué)等交叉學(xué)科的前沿理論和技術(shù)，將有機化學(xué)發(fā)展的二苯甲酮類三重態(tài)光敏劑定點插入到選定蛋白的手性空腔中，構(gòu)建了含非天然光催化活性中心的人工“三重態(tài)光酶”。該光酶具有能量轉(zhuǎn)移催化的非天然功能和作用機制，能催化底物從分子基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)發(fā)生光反應(yīng)，從而高效催化吲哚衍生物的分子內(nèi)[2+2]光環(huán)加成反應(yīng)，構(gòu)建高度張力環(huán)丁烷稠合的多環(huán)吲哚啉分子，并獲得大于99%的單一手性異構(gòu)體。

該研究開發(fā)的人工三重態(tài)光酶集成了化學(xué)光催化劑的高效反應(yīng)性和生物催化劑的精準(zhǔn)選擇性兩者的優(yōu)勢，為有機分子激發(fā)態(tài)反應(yīng)的手性選擇性調(diào)控提供了有效的手段，也從根本上拓展了酶催化的反應(yīng)類型。隨著計算輔助的人工酶理性設(shè)計能力的不斷提升和基因密碼子拓展技術(shù)的進一步發(fā)展，更多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)獨特的化學(xué)光敏劑將被引入蛋白創(chuàng)造新的非天然光酶。

(來源：https://www.cifst.org.cn)