羰基脫氫反應(yīng)是現(xiàn)代合成化學(xué)領(lǐng)域最重要的反應(yīng)之一，與傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法不同，酶催化脫氫反應(yīng)具有更加綠色和選擇性更高的特點(diǎn)。但是，除了很少的天然脫氫酶能夠用于去飽和化，目前的酶催化反應(yīng)主要依賴于酶的混雜性。這種基于酶的混雜催化通常面臨更低的效率以及非常有限的反應(yīng)控制。
有鑒于此，南京工業(yè)大學(xué)郭凱教授、杭州師范大學(xué)Zhiguo Wang、西湖大學(xué)葉宇軒研究員等通過序列類似網(wǎng)絡(luò)（sequence similarity networks）策略，從一系列廣泛的具有潛在脫氫活性的序列中發(fā)現(xiàn)天然脫氫酶。
本文要點(diǎn)：
（1）
通過這種方法，發(fā)現(xiàn)了一種能夠?qū)Νh(huán)己酮不對稱脫氫的未曾表征的FAD-依賴性酶，催化合成得到廣泛的含有遠(yuǎn)程γ-立體結(jié)構(gòu)位點(diǎn)的環(huán)己酮。相比于現(xiàn)有最好的生物催化劑相比，TOF提高178倍，而且基本上沒有發(fā)生過度氧化。
（2）
通過實(shí)驗(yàn)研究和理論計算進(jìn)行結(jié)合，表明這種酶具有更強(qiáng)的脫氫催化活性，其具有非常見的質(zhì)子接力，這種現(xiàn)象未曾在現(xiàn)有報道酶體系發(fā)現(xiàn)這種機(jī)理。此外，這種流水線式的酶催化反應(yīng)過程能夠在克級量合成過程中保持高效率和選擇性，為合成手性環(huán)己酮提供一種穩(wěn)健且符合可持續(xù)發(fā)展需求的策略，并且得到的產(chǎn)物具有高純度。
參考文獻(xiàn)
Yujing Hu, Jie Chen, Shaofang Qi, Hui Wang, Zhaoxuan Zhu, Yongzhen Peng, Wenjing Wang, Guixiang Huang, Zheng Fang, Yuxuan Ye, Zhiguo Wang, Kai Guo, Sequence Similarity Network Guided Discovery of a Dehydrogenase for Asymmetric Carbonyl Dehydrogenation, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202501425
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202501425
