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手性胺广泛存在于许多医药中间体、农用化学品、天然产物和功能性材料单体中，且许多不对称催化方法可用于其合成。其中，不对称还原胺化(ARA)在C-N键的构建中起着举足轻重的作用。例如，苏沃雷生(催眠药)、西格列汀(抗糖尿病药)、舍曲林(抗抑郁药)、艾司西酞普兰(抗抑郁药)、左布比卡因(麻醉剂)、卡巴拉汀(治疗痴呆)都是通过至少一个还原胺化步骤合成的高值药物分子(图)。NAD(P)H依赖的胺脱氢酶(Am...
酶催化八元氧杂桥环形成机制研究获进展（图）
酶催化 八元氧杂桥环 形成机制
2023/7/20
2023年7月17日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员周佳海与上海有机化学研究所研究员唐功利课题组等合作，在《自然-催化》（Nature Catalysis）上，在线发表了题为Enzymatic catalysis favours eight-membered over five-membered ring closure in bicyclomycin biosynthesis的研究论文，报道...
天津工业生物所在还原胺化酶催化手性胺分子合成方面取得新进展（图）
胺化酶催化 手性胺分子 合成
2023/7/7
手性胺对映体是医药和天然产物中的重要结构单元，一直是不对称催化合成领域的研究热点，也是生物催化领域的重要研究方向之一。虽然天然酶可以催化合成多种单一手性分子，但这些分子已无法满足应用需求。因此，如何通过生物催化实现分子的精准构筑，获得手性翻转分子，是不对称催化合成领域的一大挑战。通过对天然酶进行设计和改造，实现单一手性及翻转控制，具有重要的基础研究意义和应用价值。
天津工业生物所在光驱动体外多酶催化方面取得新进展（图）
生物催化 天然类囊体膜 体外多酶催化
2023/2/8
体外多酶催化是近年来合成生物学新兴的一种生物催化技术，在生物制造领域具有广阔的应用前景。然而，体外多酶催化经常需要辅因子（如ATP和NADPH）参与，而天然辅因子的稳定性、成本，以及与多酶间的适配性，会制约整个催化系统的性能。传统的解决方法主要是构建基于酶催化的辅因子再生模块，但该方法需要引入新的酶和共底物，或者利用体系自身的底物提供辅因子再生的能量，会降低催化系统的原子经济性。通过电催化、光催化...
手性β-氨基酸不仅是天然化合物中的重要组成部分，而且是合成许多药物分子的重要砌块。从原子经济性和对环境的影响考量，氨基酸脱氢酶（AADHs）作为生物催化剂在手性氨基酸的不对称合成中具有巨大潜力。然而，与被广泛研究的α-AADHs相比，目前β-AADH家族中的已知成员只有l-赤式-3,5-二氨基己酸脱氢酶（3,5-DAHDH），且没有相关晶体结构和催化机理方面的研究报道，对其合成手性β-氨基酸的应用...
天津工业生物所在羧酸还原酶催化合成内酰胺研究方面取得新进展（图）
羧酸还原酶 内酰胺 心血管疾病
2023/2/7
内酰胺是抗生素、抗肿瘤以及治疗心血管疾病等药物分子的重要砌块。传统内酰胺合成方法通常依赖于石油化学产品，能源消耗大，而且反应条件比较苛刻。近年来，科研人员致力于开发合成内酰胺合成的生物酶催化剂，但原本催化还原酸类底物为醛产物的羧酸还原酶（CAR）能否应用于内酰胺合成鲜有报道。
氢转移在生化反应中起着至关重要的作用。前期科研工作者已研究并报导了多种形式的酶介导氢转移反应，并揭示了氢负离子转移（Hydride transfer，HT）与氢质子转移（Proton transfer，PT）过程耦合的重要性。实验结果表明参与HT或PT路径的残基突变通常会导致活性降低或失活。然而通过缩短氢转移路径能否提升酶催化效率等关键科学问题尚缺乏深入研究。
酶催化反应领域重要科研突破：雷晓光课题组与合作者发现自然界中首例exo选择性的分子间Diels-Alder反应酶（图）
exo选择性分子 Diels-Alder反应酶 酶催化生物合成 酶催化反应
2022/5/9
药物中间体、农药和精细化学品在国计民生中占据重要地位。传统的化学合成工艺存在效率低和污染严重等瓶颈问题；基于酶催化的生物合成工艺，具有过程绿色、选择性好等优势，目前特别在创新药物工业化生产中得到了广泛的应用。然而，目前酶催化反应的工具箱还非常有限，能够催化新颖化学转化的酶亟待被发现，从而推动酶催化在工业上更为广泛的应用，有助于实现化学品的“碳中和”生物绿色制造。
中国科学技术大学在单原子催化剂仿酶催化方面取得重要进展（图）
单原子 催化剂 仿酶催化 金属离子
2021/1/29
大自然通过选择特定的金属离子（Fe，Ni，Mn等）作为活性位点,并嵌入蛋白质框架，从而构成各种各样的金属酶。在温和条件下，这些金属酶可以实现多种高难度的生化反应，例如：C-H活化，N2还原等。目前,这些生化反应大多数是通过多种复杂的生物酶实现。 这些复杂的生物酶能够在细胞器里面同时实现氧化和还原反应，并且它们之间并不会降低彼此的催化活性和选择性。例如，在细胞光合作用时，光敏剂（叶绿素）从太阳光中捕...
本研究采用两步PCR的方法,合成拟南芥蔗糖合酶At SUS1的编码基因,并将其亚克隆到携带糖基转移酶UGT76G1基因的表达质粒p ET28a-UGT上,构建了双酶共表达质粒p EUGT-SUS。将质粒p EUGT-SUS转化到大肠杆菌Rossetta(DE3)中,在自诱导培养基中培养12 h,收集细胞超声破碎取其上清液为粗酶液用于催化甜菊甙合成莱鲍迪甙A的反应,结果确定重组酶At SUS1获得了...
将由鱼腥藻Anabaenasp.PCC7120中cpcE/F构建的pCOLADuet-cpcE/F质粒和pACYCDuet-pebA质粒、pCDFDuet-hol-pebB质粒、pETDuet-pecA质粒、pETDuet-cpcA质粒转化入大肠杆菌,在IPTG的诱导下,实现了色素蛋白PEB-CpcA和PEB-PecA的成功表达.吸收光谱和荧光光谱研究表明,CpcE/F能够催化PEB共价连接到Cp...