硫胺素二磷酸依赖酶的结构解析及其在碳碳键形成反应中的合成应用

研究人员针对α-羟基-β-酮酸合成酶（ThDP依赖酶）底物选择性与立体选择性机制不明的难题，解析了CsmA和BbmA与底物的4种晶体结构，成功拓展底物范围并合成120种α-羟基-β-酮酸及240种NaBH4还原产物，更通过全酶法合成36种γ-丁内酯呋喃类化合物，为碳碳键生物催化提供了新工具。

　　

这篇研究揭开了两种神奇的硫胺素二磷酸(ThDP)依赖酶——CsmA和BbmA的神秘面纱。这些酶就像生物界的"分子焊接工"，专门催化两个β-酮酸之间形成碳碳键的精密反应。通过捕捉酶与底物"亲密接触"的瞬间（解析了4个高分辨率晶体结构），科学家们终于看清楚了这些酶挑选底物的"口味偏好"（底物选择性）和控制产物立体构型的"独门绝技"（立体选择性）。

有了这些发现，研究团队成功拓展了酶的"工作菜单"，制备出120个α-羟基-β-酮酸"产品"，还通过NaBH₄还原这个"后期加工"步骤，得到240个衍生化合物。更酷的是，他们把这些酶变成"全自动合成工厂"，一口气制造出36个含有γ-丁内酯骨架的呋喃类化合物——这类结构可是药物研发中的"明星分子"。这项研究不仅为理解ThDP依赖酶的工作机制提供了"结构说明书"，更为绿色化学合成打开了新天地。