月度资讯 | 近日酶改造前沿动态，手性胺的精准合成、首例催化C(sp3)-N键形成的天然P450酶等最新研究进展

2024年8月6日，南京工业大学郭凯/胡玉静团队在Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.1)上发表了题为“Ene-Reductase-Catalyzed Aromatization of Simple Cyclohexanones to Phenols”的研究成果。研究人员基于黄素依赖的烯还原酶的催化混杂性，开发了邻、间、对取代环己酮直接芳构化构筑取代苯酚的方法。该方法显示出了优异的催化效率和对不同底物的适用性，预示着其在药物化学领域，尤其是在合成含有苯酚结构的化合物时的潜在应用价值。【点击查看原文】

2024年8月8日，华东理工大学郑高伟教授和陈琦副教授合作在Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.1)发表题为“An engineered imine reductase for highly diastereo- and enantioselective synthesis of β-branched amines with contiguous stereocenters”的研究工作。该工作以托法替尼药物双手性胺中间体的合成为模式反应筛选酶库，通过分子改造创制了一种高性能的亚胺还原酶，这为连续立体中心手性胺的精准构筑提供了优异的催化剂，实现了一系列双手性胺的高效酶促合成。

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2024年8月21日，中国科学院深圳先进技术研究院戴卓君课题组在Nature子刊Nature Chemical Biology(IF: 12.9)发表题为“Degradable living plastics programmed by engineered spores”的研究工作。该工作通过对微生物进行基因编辑并产生具备极端环境耐受能力的孢子，选择高效的酶降解系统基础Lipase BC作为一种processive enzyme来捕捉PCL链进行完全降解，为新型可生物降解塑料的开发，提供了新的视角和方法。【点击查看原文】

2024年8月26日，中国科学院天津工业生物技术研究所高书山团队在Nature Communications (IF: 14.7)发表题为“Substrate specificity of a branch of aromatic dioxygenases determined by three distinct motifs”的研究工作。该工作对霉菌毒素青霉酸(penicillic acid)的生物合成途径进行了完整的解析，鉴定了一个催化单环芳香化合物开环的DUF4243家族双加氧酶PaD，在维持天然酶固有的整体骨架结构基础上，对其底物特异性进行改造，挖掘了多个真菌来源的PaD同源蛋白，为鉴定具有不同底物特异性的芳香双加氧酶提供了指导。【点击查看原文】

2024年8月26日，北京大学深圳研究生院项征课题组在Journal of the American Chemical Society (IF: 14.4)发表题为“Design and Evolution of an Artificial Friedel–Crafts Alkylation Enzyme Featuring an Organoboronic Acid Residue”的研究工作。该工作利用有机硼酸能够通过与羟基或羧基形成可逆的共价键活化底物分子的特性，通过基因密码子拓展技术在模版蛋白LmrR中引入对硼酸苯丙氨酸（pBoF）构建人工酶，用于催化不饱和酮与吲哚间的傅克烷基化反应。通过定向进化获得了催化活性和立体选择性显著提升的人工酶突变体LmrR-BAGL，并系统研究了底物的适用范围，实现了一系列螺环化合物的高效高对映选择性合成。【点击查看原文】

2024年9月3日，江南大学龚劲松/陆震鸣在ACS Catalysis (IF: 11.3)发表题为“Designing ASSMD Strategy for Exploring and Engineering Extreme Thermophilic Ancestral Nitrilase for Nitriles Biocatalysis”的研究工作。该工作设计了一个构建祖先酶序列-结构-动力学参数库的工作流的ASSMD策略，并证明了ASSMD策略在发现更多具有极端嗜热性的祖先腈水解酶资源以获得各种工业应用的耐热酶方面的潜力。【点击查看原文】

2024年9月9日，中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通团队在Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.1)发表题为“Stereoselective Synthesis of Oxetanes Catalyzed by an Engineered Halohydrin Dehalogenase”的研究工作。该工作通过改造卤代醇脱卤酶，获得了活力及选择性提高的突变体，通过手性翻转，实现了16-18个（R）及（S）不同构型的氧杂环丁烷及γ-氨基醇类化合物的合成及放大反应，并解析了最优突变体的手性识别分子机制，该研究对于药物化学的发展具有重要意义。【点击查看原文】

2024年9月12日，中国海洋大学李文利组和厦门大学王斌举组合作在ACS Catalysis (IF: 11.3)上发表了题为“Molecular basis for the P450-catalyzed sp3 C-N glycosidic bond formation in staurosporine biosynthesis”的研究成果。研究人员通过体内遗传学和体外酶学鉴定了首例催化C(sp3)-N键形成的天然P450酶，进一步的蛋白晶体学、QM/MM计算和定点突变首次阐明了细胞色素P450酶催化C(sp3)-N糖苷键形成的分子机制，将进一步指导酶工程改造构筑含氮杂环活性化合物。【点击查看原文】

2024年9月14日，上海交通大学变革性分子前沿科学中心李健团队在Journal of the American Chemical Society (IF: 14.4)发表题为“Chemoenzymatic Oxidation of Labdane and Formal Synthesis of Nimbolide”的研究工作。该研究对六个具有半日花烷型骨架的化合物进行酶库筛选，选取了氧化产品更丰富的脱氢香紫苏内酯作为底物，对酶活性中心附近的三个大位阻氨基酸进行进行饱和突变，最后进行连续氧化，实现了半日花烷型骨架母核的全面氧化。该研究展示了化学酶法氧化在实际合成中的可行性以及线性合成复杂天然产物的潜力。【点击查看原文】

2024年9月13日，中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通团队在Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.1)发表题为“Biocatalytic Desymmetrization for the Atroposelective Synthesis of Axially Chiral Biaryls Using an Engineered Imine Reductase”的研究工作。该研究通过筛选获得了两个选择性的亚胺还原酶，并结合酶的工程化改造，最终实现24个不同轴手性构型的联芳基胺类化合物的合成、放大及衍生化反应。随后利用分子动力学模拟解析了最优突变体的手性识别分子机制，推动了酶促轴手性化合物合成领域的发展。【点击查看原文】