由三重态光酶分隔的对映选择性能量转移催化

《Nature Catalysis》：Enantioselective energy transfer catalysis compartmentalized by triplet photoenzymes

人工三线态光酶与淬灭剂协同构建生物催化分区体系，通过基因编码光敏剂实现对映选择性[2+2]光环化反应，同时利用外相淬灭剂抑制非对映反应，拓展了人工光酶的应用场景并建立了空间分辨催化新策略。

　　

摘要

酶的区室化是一种普遍存在的生化机制，自然界利用这一机制在物理上分离的环境中同时进行但化学上不兼容的代谢过程。然而，在均相催化中，如何将特定的反应组分空间限制在特定区域内以防止不必要的反应路径发生是一个重大挑战。在这里，我们通过整合人工三重态光酶和定制的三重态淬灭剂，实现了区室化的对映选择性能量转移催化。被限制在蛋白质腔内的光敏剂能够实现对1-萘酚衍生物的对映选择性[2+2]光环加成反应；而外部溶液则通过战略性引入的淬灭剂来抑制直接激发引起的消旋背景反应，这是不对称光催化中的一个基本难题。这项研究不仅扩展了人工光酶的应用范围，还提出了一种独特的生物催化方法，能够以空间分辨率精确控制反应过程，这是传统化学催化通常无法实现的。