新发现铜依赖卤化酶：解锁未活化 C (sp3)?H 键功能化新机制

在化学合成中，实现特定 C (sp3)?H 键的选择性是一大挑战。研究人员开展了对未知卤化酶的研究，发现并表征了卤化酶 ApnU。它能催化未活化 C (sp3)?H 键的卤化等反应，这拓展了相关酶的催化能力。

　　碳 - 氢键（C-H 键）是几乎所有有机分子的基础，因此它是进行化学合成的理想位点。关键挑战在于实现对某一特定 C (^sp3)?H 键的选择性 。近年来，人们发现金属酶能够进行 C (^sp3)?H 键功能化。在过去二十年中虽取得了显著进展，但未活化 C (^sp3)?H 的酶促卤化和拟卤化（为进一步修饰提供功能把手）仅能由非血红素铁 /α - 酮戊二酸依赖的卤化酶实现，因而受到这些酶化学性质的限制。

在此，研究人员发现并表征了一种此前未知的卤化酶 ApnU，它属于含有未知功能结构域 3328（DUF3328）的蛋白质家族。ApnU 在其活性位点利用铜催化多个未活化 C (^sp3)?H 键的迭代氯化反应。利用较软的铜中心，研究表明 ApnU 能够催化前所未有的酶促 C (^sp3)?H 键功能化反应，如碘化和硫氰酸化。

通过生化表征和蛋白质组学分析，研究人员确定 ApnU 的功能寡聚体状态为共价连接的同型二聚体，其包含三对至关重要的二硫键，一对链间二硫键和两对链内二硫键。电子顺磁共振光谱显示，ApnU 中的金属配位活性位点由双核 II 型铜中心构成。这一发现拓展了 C (^sp3)?H 卤化酶的酶促能力，并为理解这类双核铜依赖的氧化酶家族奠定了基础。