伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Huimin Zhao等报道了烯还原酶（ene-reductase）催化作用中的分子间自由基加氢烷基化（hydroalkylation）反应，该反应中通过端烯分子和α-卤化羰基分子之间的反应，这个反应中以达到99 %的产率和99 % ee值实现了γ-位点上对映中心结构的羰基产物分子。并且这个反应是通过化学催化方法难以实现的过程。反应机理研究结果显示，底物通过和烯还原酶配合，在酶催化活性位点上通过光催化进行对映选择性的自由基反应。本工作的意义在于扩展了光催化和生物酶催化配合进行手性催化反应。
反应优化。将烯还原酶（OYE1中间体）作为酶催化剂，黄素单核苷酸氢醌（flavin mononucleotide hydroquinone, FMN）作为光催化剂，酶通过His191和Asn194起到和反应物分子间形成氢键作用，Tyr196作为供氢物。
反应机理。
首先，GDH将NADP+还原为NADPH，同时将葡萄糖氧化为葡萄糖酸。随后，NADPH将氢递送给烯还原酶上的FMN，生成FMNH-。α-卤代羰基化合物通过氢键作用结合在酶的位点上，并和FMNH-发生作用生成电子供体-受体EDA复合物（electron donor-acceptor）。这种EDA复合物受光激发，通过单电子转移过程进行反应，同时脱除羰基α-碳上的卤原子，生成FMNH·和α-羰基自由基，随后α-羰基自由基和烯烃分子进行加成反应，并在烯还原酶的立体控制作用中对FMNH·的抓氢反应，生成FMN和手性产物。
参考文献
Xiaoqiang Huang, Binju Wang, Yajie Wang, Guangde Jiang, Jianqiang Feng & Huimin Zhao*
Photoenzymatic enantioselective intermolecular radical hydroalkylation, Nature 2020
DOI：10.1038/s41586-020-2406-6
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2406-6
