总结
- 来源：DeepTech深科技 “这项工作拓展了利用光酶催化实现不对称转化的反应类型，并为开发光酶催化非天然反应提供了一种新思路。 两位审稿人都认为这是光酶催化领域的一次重大突破。 ”目前正在美国康奈尔大学从事博士后研究的孙尚政表示。 这项成果的内涵在于：手性杂环化合物广泛存在于药物分子和生物活性分子中，而本次研究为合成手性杂环化合物提供了一种新策略。 此前文献和专利中的方法普遍需要 7 步，而本次发展的光酶协调催化策略，不仅简化了合成路线，同时更加绿色、更加经济。 据了解，高效、精准地构筑手性分子，对于生命科学、材料科学和药物化学具有重要意义，也是合成化学的前沿研究方向之一。 凭借酶活性口袋独特的空间结构，自由基中间体可以降低反应活化能，从而对反应过程进行调控，进而可以在温和条件之下，让自由基中间体的选择性（立体、化学、区域选择性）等发生转化。 同时，对于自由基中间体的蛋白骨架来说，可以通过基因编辑进行修饰改造，从而更有利于反应活性和选择性的优化。 此前，美国康奈尔大学团队和美国伊利诺伊大学团队，基于黄素依赖烯烃还原酶和烟Ligthing News酰胺依赖酮还原酶，通过可见光协同催化的手段，实现了一系列高活性自由基中间体的不对称转化。 然而，此类反应都需要采用亲电自由基前体，并通过单电子还原机制来生成自由基，而且大多依赖于酶与底物生成电子给体-受体复合物的反应，这就导致底物范围比较受限。 据了解，利用氧化机理可以生成自由基，从而能够极大地丰富自由基前体的官能团类别（比如胺和羧酸）等。 但是，由于通过氧化氨基酸侧链，可以猝灭黄素的激发态，导致这种催化反应面临着一定挑战。 ” 而在本次研究之中，孙尚政和所在团队向黄素依赖性烯还原酶中添加外源性 Ru(bpy)32+辅助因子，借此实现了氨基酸底物与乙烯基吡啶发生氧化还原中性脱羧偶联反应，这一反应具有优异的化学选择性和对映选择性，且具有良好的官能团兼容性。 此外，课题组还发现立体互补酶可以获得产物的两种对映体。 然而，蛋白骨架的氨基酸侧链例如酪氨酸、色氨酸或半胱氨酸，同样可能被氧化，从而导致催化剂萃灭以及蛋白失活。 于是，他们调整了思路：即通过基因突变将蛋白骨架中易被氧化的氨基酸序列突变掉，这样不仅可以延长黄素的激发态寿命，同时可以达到提高反应活性和立体选择性的目的。 但在反应优化过程中，遇到了很多问题以至于课题被迫停滞。 特别针对此类酶在手性控制上的机理研究已经十分透彻，因此只需解决如何氧化脱羧生成自由基的问题，即可继续推进本次研究。 “于是我就想为何不尝试外加光催化剂来解决此问题呢？ 最初有这个想法的时候，我一直无法说服自己，感觉这样会让课题的 novelty 不够，可能发不了顶刊。 后来他与当时的同事叶宇轩博士（现西湖大学化学系教授）讨论时，对方立即打消了他的疑虑。 后者表示：“这个方向也是我们课题组一直想做的，其实是更有意义的，因为这个策略有可能让反应更 general，从而克服酶催化反应底物局限的问题。 从基础的蛋白表达纯化到设计引物、生物学的聚合酶链反应（PCR，Polymerase Chain Reaction）、基因突变等都要从头学起。 “在这里也要感谢几位同事，特别是叶宇轩博士和付海根博士（现中国医学科学院医药生物技术研究所研究员）的热心帮助和鼓励。 总体来看，其学习经历跨越中国、西班牙和美国三个国家。 硕士期间，他曾在中科院上海有机化学研究所学习，期间从事廉价过渡金属催化的碳氢键活化反应研究。 硕士毕业之后，他来到西班牙加泰罗尼亚化学研究所读博，期间主要研究催化烯烃区域选择性和立体选择性的官能团化反应，并blog.byteway.net曾成功将化石原料转化为高附加值的有机化学品。 其中以第一作者和共同一作身份在 JACS 发表 3 篇论文、在 Angew. Chem. Int. Ed. 发表 4 篇论文。 2021 年，他来到美国康奈尔大学从事博士后工作，期间主要研究如何开发新颖的光酶协同催化体系，以及如何实现自由基中间体的立体选择性转化。 目前，他仍在康奈尔大学做博后，也正在积极寻求回国工作的机会。
阅读时间
- 13 分钟, 共 2568 字
分类
- 中国医学科学院医药生物技术研究所, 加泰罗尼亚化学研究所, 山东中医药大学, 现西湖大学化学系, Polymerase Chain
评价和解读
- 这篇文章作为一个引人入胜的门户，提供了对最新头条和突破性新闻的细致 的透视。作者通过深度分析和引人入胜的叙述，巧妙地穿越复杂的话题，提供既 信息性又发人深省的见解。这篇文章在解剖当今热门话题的复杂性方面的方法值得称赞， 提供了既信息性又挑战读者思考的平衡视角。通过整合各种专家意见和前沿研究， 这篇作品成为当今信息过载时代新闻报道卓越的典范。事实和叙述的无缝融合使这篇文章 不仅仅是一篇文字，而是了解现代新闻故事动态的有力工具。从政治动荡到技术进步， 文章涵盖了广泛的问题，使其成为那些希望紧跟时事和发展趋势的人的必读之选。写作引人入胜 ，通俗易懂，确保来自各个背景的读者都能欣赏到文章的深度和广度。总体而言，这篇文章是在塑造 公共话语和理解世界事务方面新闻文章的权威标杆。它对质量新闻的力量是一个必读，为读者提供了窥 探当今新闻格局和发展趋势的窗户。
Related suggestion: 聚焦： 低手“内卷”，高手“破局”
总结他们特别喜欢开会，关起门来搞头脑风暴，不管做什么，先设想困难，放大可能出现的障碍和挑blog.byteway.net战，却迟迟不肯行动。 分享个小故事：十几年前，央视筹备拍摄《激荡三十年》的纪录片，计划对30位风云人物进行采访。 你先要躬身入局，在现场找答…