涉及双模态过渡态的生物合成反应领域中的进展、挑战与机遇

《Natural Product Reports》：Progress, challenges, and opportunities in the field of biosynthetic reactions involving ambimodal transition states

酶催化反应中的双模态过渡态影响产物选择性，传统过渡态理论难以解释，计算化学家通过分析分子结构及振动特性研究其机制，本文综述了相关进展。

　　

覆盖范围：截至2025年6月

在复杂天然分子的生物合成过程中，通常会观察到高度的选择性。进化通常会导致酶倾向于形成特定的异构体，而不是众多其他潜在分子中的某一种。最近发现的具有多个连续后过渡态分岔（PTSB）的酶表明，动力学对选择性有着重要影响。PTSB使得一个双峰过渡态（TS）能够生成多种产物。这与传统的能量控制机制不同，在传统机制中，两个不同的过渡态具有不同的能量障碍。由双峰过渡态引起的选择性无法完全通过过渡态理论来解释。最近发现，在酶催化的反应表面上，PTSB的出现频率显著增加。对于无催化和有催化的反应，计算化学家们正在开发技术，以了解分子结构和振动中的哪些因素决定了包含分岔系统的产物选择性。这篇综述描述了涉及双峰过渡态的酶催化反应，以及近年来在理解酶如何控制这些反应中的选择性方面取得的进展。