人工金属酶含有非本征的典型金属辅酶，目前成为一类重要的非天然生物反应催化剂。虽然人工金属酶催化的相关研究目前正快速发展，但是相关结构、反应动力学、理论计算、辅酶结合有关的机理研究，尤其是蛋白结构与人工金属酶的催化性能关系仍非常缺乏。

有鉴于此，加州大学伯克利分校John F. Hartwig等报道通过X射线表征技术研究人工P450类似物的结构，而且研究了P450类似物Ir(Me)-CYP119的酶催化动力学，引发阶段的催化活化机理，催化萜烯的环丙烷化反应立体选择性的原因。

本文要点

（1）

机理的研究结果显示，辅酶的构象从非催化活性构象变为催化活性构象，这种构象转变随后能够进行数千次TON的决速步骤Ir-卡宾中间体物种，因此说明人工酶催化反应影响辅酶催化动力学。

（2）

通过研究Ir(Me)-CYP119的结构，催化重氮酯分子对香芹酮的环丙烷化反应动力学，并且通过理论计算对实验结果补充。通过结构表征，并且观测发现催化反应之前的引发阶段，说明酶在催化反应前发生结构重构。催化反应动力学很好的说明辅酶发生结构翻转，从而构成具有催化活性的位点。理论计算结果很好的验证说明结论，揭示了立体选择性的产生原因。

这项研究展示了非常罕见的ArM催化反应机理，而且展示说明ArM的二级配位球如何影响催化反应速率和产物选择性。

参考文献

Bloomer, B.J., Natoli, S.N., Garcia-Borràs, M. et al. Mechanistic and structural characterization of an iridium-containing cytochrome reveals kinetically relevant cofactor dynamics. Nat Catal (2023)

DOI: 10.1038/s41929-022-00899-9

https://www.nature.com/articles/s41929-022-00899-9