login_汇富娱乐「一家高质量的游戏平台」

近年来(lai)，人(ren)工酶(mei)(mei)(mei)和(he)光(guang)酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)(hua)等(deng)策(ce)略的(de)(de)(de)发展，不断突破(po)生物(wu)合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)边界(jie)。另一方面，电(dian)化(hua)(hua)学合(he)成(cheng)作为化(hua)(hua)学合(he)成(cheng)领(ling)域快速(su)发展的(de)(de)(de)创新(xin)工具(ju)，具(ju)有廉价、电(dian)势可(ke)(ke)控和(he)可(ke)(ke)持(chi)续(xu)等(deng)多重优势。当前电(dian)化(hua)(hua)学合(he)成(cheng)与(yu)酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)(hua)的(de)(de)(de)结合(he)主要集中(zhong)(zhong)在以下两类（图(tu)1）：通过电(dian)化(hua)(hua)学来(lai)实现酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)辅因子再(zai)生，继而实现酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)天然(ran)反应；电(dian)化(hua)(hua)学生成(cheng)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)间体(ti)或底(di)物(wu)参(can)与(yu)后续(xu)酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)(hua)天然(ran)转(zhuan)化(hua)(hua)中(zhong)(zhong)（电(dian)化(hua)(hua)学/酶(mei)(mei)(mei)级联）。然(ran)而，如何利用(yong)电(dian)化(hua)(hua)学驱动酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)(hua)，去解锁非天然(ran)的(de)(de)(de)新(xin)催化(hua)(hua)模式(shi)，仍待(dai)突破(po)。

图(tu)1.电催(cui)化与酶催(cui)化结合现状

我校黄小强研究员，自2021年开展独立研究以来，通过酶学机制设计和蛋白定向进化改造策略，成功开发了几类新酶催化功能。在光酶催化领域，黄小强团队首创焦磷酸硫胺素（ThDP）依赖的自由基酰基转移酶（Nature 2024, 625, 74：，引领光(guang)生物制(zhi)造新方向；Nature 2025, 637, 1118：），突破了不对称生物合成的边界。在此基础上，团队在不对称电酶催化领域取得新突破：融合二茂铁甲醇介导的阳极氧化和ThDP依赖酶催化，解锁了电酶催化的动态动力学氧化新体系（图2）。团队开发的电酶协同催化策略，创新性地将2次单电子氧化机制引入酶中，结合定向进化技术优化蛋白的活性中心，最终成功赋予了ThDP依赖酶催化动态动力学氧化的新活性。该体系以清洁电能替代传统化学氧化剂，可在较低酶负载量下（0.05 mol%），实现布洛芬、萘普生等十种(S)-芳基丙酸类抗炎药物的高效合成，对映选择性高达99% ee，并兼容全细胞催化与规模化制备。

图2：新型电(dian)酶(mei)不对称催(cui)化体系的开发

研究团队选择(ze)以外消旋2-([1,1'-联苯]-4-基)丙(bing)醛为(wei)(wei)模板(ban)底(di)物，含有(you)ThDP和Mg2+的(de)MOPS（pH = 6.5）为(wei)(wei)缓冲(chong)液，二茂铁甲(jia)醇(chun)（FcMeOH）为(wei)(wei)电介质，廉价(jia)易得的(de)石墨电极(ji)(ji)为(wei)(wei)阴(yin)阳(yang)极(ji)(ji)，探索电酶(mei)的(de)立体(ti)选择(ze)性(xing)氧化过程。在经过酶(mei)库(ku)筛(shai)(shai)选、电极(ji)(ji)筛(shai)(shai)选、电介质筛(shai)(shai)选等条件(jian)筛(shai)(shai)选之(zhi)后确定了最佳反应条件(jian)（图(tu)3）。

图3：条件筛选与规模化制备

该电(dian)酶催化体系展现出卓越的(de)底物(wu)(wu)普(pu)适性与官能团兼容性（图4）。针对结构(gou)多样的(de)外消旋α-支链(lian)醛(quan)类(lei)化合物(wu)(wu)，可实现精准(zhun)的(de)手性控制，高效转化为(wei)α-手性羧酸产(chan)物(wu)(wu)（最高99% ee）。文章展示了(le)25个例子，实验成功制备(bei)了(le)十种具有生物(wu)(wu)活性的(de)(S)-丙酸类(lei)药物(wu)(wu)（2p-2y），包括氟比洛芬、布洛芬、萘普(pu)生等，产(chan)率良好(hao)至优异，对映选择性最高达99% ee。同时，该电(dian)酶催化方案可以以相(xiang)同的(de)效率和对映选择性放(fang)大到1 mmol级别(bie)。

图4：代表性底(di)物谱(pu)

研究团队运用湿(shi)实验、电(dian)子顺磁(ci)共振（EPR，中(zhong)科大/强(qiang)磁(ci)场(chang)中(zhong)心于璐教授(shou)团队完成）及(ji)计算模拟(ni)等手(shou)段(duan)，阐明了电(dian)化(hua)学(xue)驱动下ThDP酶(mei)活性中(zhong)心的催化(hua)机(ji)制及(ji)其立体选择性的来源(yuan)。详细(xi)内容请参(can)考原文。

该(gai)工(gong)作通(tong)讯单(dan)位(wei)为南(nan)(nan)京(jing)(jing)(jing)大(da)学(xue)(xue)(xue)配位(wei)化(hua)学(xue)(xue)(xue)全国(guo)重点实验室、化(hua)学(xue)(xue)(xue)和生(sheng)物医药创新研(yan)究院、化(hua)学(xue)(xue)(xue)化(hua)工(gong)学(xue)(xue)(xue)院、前沿(yan)交叉科学(xue)(xue)(xue)研(yan)究中心。南(nan)(nan)京(jing)(jing)(jing)大(da)学(xue)(xue)(xue)化(hua)学(xue)(xue)(xue)化(hua)工(gong)学(xue)(xue)(xue)院2022级(ji)博士研(yan)究生(sheng)赵贝贝和许园(yuan)园(yuan)为论文的共同第一作者(zhe)(zhe)；黄小(xiao)强特聘研(yan)究员(yuan)为通(tong)讯作者(zhe)(zhe)。该(gai)工(gong)作得到(dao)了南(nan)(nan)京(jing)(jing)(jing)大(da)学(xue)(xue)(xue)启(qi)动经费、国(guo)家重点研(yan)发计划项(xiang)目(mu)（2022YFA0913000）、国(guo)家自然科学(xue)(xue)(xue)基(ji)金（22225703, 22277053, 224B2705, 223B2703, 22437005）、中央高(gao)校(xiao)基(ji)本科研(yan)业务(wu)费专(zhuan)项(xiang)基(ji)金项(xiang)目(mu)（0205/14380346）等项(xiang)目(mu)的支持。