摘要
将卤素原子引入药物、农药等小分子中可以有效提升其生物活性,并且碳卤键可用于有机合成后期功能化反应.Fe/α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,αKG)依赖型卤化酶可以高立体选择性和区域选择性催化卤素原子引入到未经活化的sp3杂化碳中心.大自然是最伟大的化学家,本文遵循从学习自然到改造自然的逻辑顺序,首先介绍Fe/αKG依赖型卤化酶的发现历程,之后分别总结天然产物生物合成途径中的载体依赖型和独立型Fe/αKG依赖型卤化酶,进一步分析Fe/αKG依赖型卤化酶的结构特征以及基于蛋白质工程等方法改造扩展其底物谱并拓展新的反应类型,最后从新酶的挖掘与表征、酶催化活性的提升、酶区域选择性的控制、酶反应类型的拓展、人工生物合成途径的创建等5方面进行展望,丰富对Fe/αKG依赖型卤化酶的催化机制、底物范围和反应杂泛性的相关认识,为后续合成生物学的应用研究奠定酶学基础.
基金项目
国家重点研发计划"绿色生物制造"项目(2021YFC2102004)
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