江南大学生命科学与健康工程学院周志教授课题组聚焦新型人工酶的设计与开发。近日，该课题组展示了一种以吡咯烷残基为催化中心的新型人工酶的设计与开发。所选蛋白骨架为LmrR，非天然吡咯烷催化残基可以在温和的条件下，通过吡咯烷二硫化物共价修饰半胱氨酸残基而高效引入（> 99%转化率）。此种新设计人工酶的可通过烯胺催化模式活化酮类分子底物，高效催化环状酮类分子与硝基烯烃的不对称Michael加成反应，合成具有两个手性中心的γ-硝基环酮产物。

    使用定向进化后的优势突变体LmrR_L57C_N88A_THP展开底物谱考察，该进化变体对六元环状酮与各类取代芳基、杂环的硝基烯烃均显示出良好的耐受性，底物谱可拓展性强。酶促动力学研究显示进化变体kcat/KM约为野生型L57C_THP的3.7倍，TTN约为野生型4倍。半制备级别实验中，该人工酶同样可以实现略低于测试反应的手性控制与产率。这项研究为环状酮类分子的功能化提供了一种有效的生物催化策略，证明了此类含有吡咯烷催化中心的人工酶可广泛适用于生物催化酮类分子的非天然反应开发，并展现了人工酶在扩展生物催化中非天然反应的巨大潜力。

    相关研究成果以“Design and Evolution of an Enzyme for the Asymmetric MichaelAddition of Cyclic Ketones to Nitroolefins by Enamine Catalysis”为题发表在国际权威学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》，江南大学是唯一作者单位，第一作者为江南大学生命科学与健康工程学院22级博士研究生朱致熹。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202404312