【化學前沿看點】酶發現進入新時代

酶在化學研究和化工領域扮演重要角色。2017年，基于酶的前沿研究爆發。一方面，科學家對酶進行模擬合成和修飾，另一方面，大量新型酶被發現。這些酶在生物催化和合成生物學等領域被廣泛應用。2017年的進展包括改進的烯烴氧化、脂肪酸脫羧和芳烴烷基化。搜索顯示，《C＆EN》 2017年大約有200篇文章報道了酶，每期大約四篇文章，其中有許多是關于前沿發現。哈佛大學的Emily P. Balskus認為：“我們正在進入發現酶的新時代。要增加生物催化及合成生物學涉及到的分子類型，需要不斷發掘新的酶。”

《C＆EN》評選的2017年關于酶最為矚目的研究有：

① 哈佛大學Balskus研究小組精心研究了藍藻用來合成芳香天然產物cylindrocyclophanes的酶。Balskus及其合作者發現的一種酶CylK，用來自烷基鹵的烷基裝飾芳香環。另一種酶CylC有助于生成需要進行CylK反應的烷基氯化物。

② 加州理工學院的弗朗西斯·H·阿諾德（Frances H. Arnold）和同事們采用了一種叫作定向進化的技術，來開發一種效果更好的反馬爾科夫尼科夫酶。定向進化是一種迭代的蛋白質突變和篩選過程，賦予酶本身所沒有的能力。阿諾德的研究小組確定了12個氨基酸取代（紅色圓圈），將一種名為P450LA1的常規烯烴氧化酶轉化為主要為立體選擇性的反馬爾科夫尼科夫催化劑，促使催化效率提升幾百倍。

③ 由法國替代能源和原子能委員會的弗雷德·貝松（Fred Beisson）領導的一個小組發現，微藻擁有一種不尋常的酶，能利用光將脂肪酸脫羧轉化為烷烴或烯烴。研究人員研究了合成碳氫化合物的微藻、但這些微藻沒有通常執行該任務的酶的基因。通過純化來自微藻的酶，他們鑒定了脂肪酸光脫羧酶。這種具有前所未有活性的酶可將脂肪酸轉化成14-18碳烷烴或烯烴。

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