纳米人-Nature：构建光催化酶进行立体选择性[2+2]环加成

Nature：构建光催化酶进行立体选择性[2+2]环加成

纳米技术纳米 2022-09-23

通过向蛋白中编辑新型催化剂的方式能够发展超越自然酶催化的功能，为了实现这个目标，基因编码扩展方法具有较高的前景，基因编码扩展能够向蛋白中以位点选择性的方式引入非常见的氨基酸侧链作为新型功能结构。

有鉴于此，曼彻斯特大学Anthony P. Green等报道通过扩展基因编辑方法，将酶催化领域未曾有但是有机合成领域常用的三重态能量转移催化引入酶催化领域，发展了新型光-酶催化剂，能够在温和好氧条件实现高效率的立体选择性[2+2]环加成。

本文要点：

(1)

通过将基因编码的方式将光敏剂组装到DA_20_20的β螺旋结构中，从而将Diels Alderase转变为光酶催化剂，成功的用于[2+2]环加成（EnT1.0）。随后通过发展和应用光酶结构进化的方式得到一种具有立体选择性的高效光酶（EnT1.3），产率最好达到99 % e.e.，能够进行分子内环加成、生物活性分子环加成反应，甚至能够对小分子催化剂而言非常困难的分子进行催化。与小分子光催化剂不同，EnT1.3的催化转化TON达到>300，能够在好氧条件和温和反应温度进行高效率的立体选择性催化反应。

(2)

通过对EnT1.3-产物复合物进行X射线晶体学表征测试，研究多功能结构是如何相互配合实现高效率的进行选择性光催化反应。这项研究工作为发展立体选择性光催化剂提供帮助和指导，为蛋白的活性位点引入激发态相关大量研究提供机会。