VOC金属酶超家族催化一系列高度多样化的反应，其机制以邻位氧原子与金属离子中心的双齿配位为特征，但目前仍缺乏一个控制反应轨迹的平台，特别是对于邻苯醌代谢途径。有鉴于此，南京中医药大学的谭仁祥、朱家鹏等研究人员，通过定向进化改变了邻位氧螯合酶的催化反应轨迹。

本文要点

1）研究人员通过定向进化使ChaP酶实现了双功能催化，该同型四聚体代表了一个前所未有的邻位氧螯合（VOC）酶类。

2）与ChaP催化类外二醇邻苯醌裂解和伴随的α-酮酸脱羧不同，这一组ChaP变异体（CVs）催化类内二醇邻苯醌分解，以及CO₂从生成的邻羟基苯甲酸骨架中释放，并具有高区域选择性。

3）酶晶体结构、标记实验和计算模拟证实，D49L突变允许金属离子与不同单体中酪氨酸苯氧基原子配位，从而改变了反应轨迹，而通过后续用丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸或丝氨酸替换Y92残基，又进一步提高了反应的区域特异性。

本文研究强调了具有生物技术意义的VOC酶不可预测的催化灵活性和酶的可塑性。

参考文献：

Ren Xiang Tan, et al. Alteration of the Catalytic Reaction Trajectory of a Vicinal Oxygen Chelate Enzyme by Directed Evolution. Angewandte Chemie, 2022.

DOI：10.1002/anie.202201321

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201321