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手性杂环化合物广泛应用于合成化学、天然产物、医药、农药与材料等领域，其中手性氮/氧杂环化合物是许多生物及生理活性分子的核心结构单元。目前关于手性氮/氧杂环化合物的合成主要涉及金属催化与有机小分子催化，而近年来，通过计算设计与改造的生物催化方法已经成为研究的热点。
(R)-3-氨基丁醇是一类重要的药物中间体，可用于合成第三代抗艾滋药物杜鲁特韦、抗肿瘤药物4-甲基环磷酰胺等药物分子。目前(R)-3-氨基丁醇主要通过化学法合成，存在环境不友好、产物手性较差以及反应条件较为苛刻等缺点。作为替代方案，胺脱氢酶可利用无机氨作为胺供体，不对称胺化合成手性胺醇，且副产物只有水分子。因此，开发生物酶法催化合成该类手性砌块受到研究者的青睐。
天津工业生物所在酿酒酵母合成甲基酮方面取得新进展（图）
酿酒酵母 甲基酮 信息素类杀虫剂
2023/2/7
甲基酮是一类脂肪酸衍生物，可用作信息素类杀虫剂，也被用于香精、香料、化学合成中间体以及生物燃料调和剂。由于植物提取效率低，甲基酮主要通过烃类的化学氧化合成。代谢工程和合成生物学的发展，为利用微生物平台合成甲基酮提供了可能。
天津工业生物所等在塑料降解酶的蛋白结构和分子改造方面取得新进展（图）
塑料降解酶 蛋白结构 晶体结构
2023/2/7
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是目前全球应用最广泛的合成聚酯，被广泛用于饮料、食品包装材料以及纺织纤维。然而，其废弃物不可自然降解，导致了较严重的环境污染。利用环境友好的生物法将废弃塑料降解为较低分子量单体，进行循环利用，能显著促进节能减排，助力碳中和目标的实现。
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。
天津工业生物所等利用过渡态理论在酶设计与改造方面取得新进展（图）
生物酶 酶设计 几丁质酶
2023/2/7
生物酶是现代生物技术的“芯片”，其具有催化效率高、反应条件温和、专一性强以及能耗和化学污染少等特点，广泛应用于轻工、化学品、医药、食品、环境、饲料、能源等领域。天然酶资源丰富，但它们的催化能力与工业生产的需求仍存在差距。近年来酶的定向进化技术和计算酶设计已经在酶属性的改造方面取得了重要进展，但这些方法仍然需要依靠大量的实验劳动力和专业的计算才能完成。
碳-氢键的直接选择性羟化是合成化学领域长期以来面对的一项重要挑战。随着对高选择性生物酶的发掘和改造，国内外多个研究组在酶促碳-氢键的选择性氧化方面已取得了系列重要进展。然而，对给定底物任意位点上的碳-氢键实现区域和立体选择的多样性羟化仍是一个难以企及的梦幻般的挑战（dream reaction）。
近日，天津医科大学药学院郑珍教授和东南大学梁高林教授课题组通过酶工程和细胞共转染的方法，分别在体外和细胞内实现了萤火虫生物发光循环。该研究成果发表在10月27日的《Biosensors and Bioelectronics》（IF 12.5，中科院1区）杂志上，论文题为“Realization of firefly bioluminescence cycle in vitro and in cel...
托法替布（Tofacitinib）是口服蛋白酪氨酸激酶抑制剂，被批准用于治疗类风湿性关节炎、活动性牛皮癣关节炎和溃疡性结肠炎。托法替尼的分子结构中包含两个合成砌块，即(3R，4R)-3-氨基-N，4-二甲基哌啶和4-取代吡咯并[2，3d]嘧啶。其中，具有两个连续手性中心的哌啶基团是合成托法替尼的主要成本来源。多数研究致力于(3R，4R)-3-氨基-N，4-二甲基哌啶的合成，包括动力学拆分、手性池原...
近日，陕西省微生物研究所万一研究员领导的分子生物学研究团队在药学领域JCR一区期刊Frontiers in pharmacology在线发表研究论文。该论文从秦岭天然产物库中筛选到一系列黄酮类化合物作为D类β-内酰胺酶OXA-48的抑制剂，对其构效关系进行分析，并联合抗生素在体内、外有效遏制耐药细菌的生长。
近日，人力资源和社会保障部、全国博士后管理委员会公布了2022年度博士后创新人才支持计划（以下简称“博新计划”）资助人员名单，牧医所饲用酶工程创新团队孙先花博士成功入选，实现了研究所博士后工作的又一突破。
近日，中国农业科学院麻类研究所可降解材料开发与利用创新团队构建了一种基于新型绿色溶剂低共熔溶剂(DESs)的三相分离(TPP)体系，可以更高效分离纯化番茄过氧化物酶(POD)。该研究为三相分离技术应用于绿色、高效分离生物活性物质提供了一种新的策略。相关研究成果发表在《食品化学(Food Chemistry)》上。
2022年4月，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所饲用酶工程创新团队在抗生素替代品的开发方面取得新进展，研究揭示了双功能果胶酶以分子内协同相互作用的方式高效降解果胶多糖的分子机制，并成功应用于指导生产具有抗菌活性的甲酯化果胶寡糖。相关研究成果发表在《清洁生产杂志（Journal of Cleaner Production）》。
中国科学院微生物研究所应邀在Trends杂志发表计算机酶设计重要综述
计算机 酶设计 综述
2023/2/14
生命历经40多亿年的演化至今，由酶催化的生化反应构筑了生命活动的核心基础。自然进化历程极其缓慢，新功能产生需要百万年时间，无法满足现代生物技术发展的需求。酶的人工设计是拓宽其应用的必经之路，亦是人工合成生命的重要底层技术。近日，中国科学院微生物研究所吴边团队应 Trends in Chemistry杂志邀请，发表了题为“Computational enzyme redesign: large ju...