: 非血红素铁酶催化1,3-氮迁移实现高效不对称非经典氨基酸合成

为解决非经典氨基酸高效对映选择性合成的挑战，研究人员重新利用植物来源的非血红素铁(Nonheme Fe)酶1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase，通过定向进化将其转化为氮迁移酶，催化1,3-nitrogen migration反应。该研究实现了从外消旋底物的C(sp3)–H键中高效对映选择性合成α-三取代和α-四取代非经典氨基酸，具有广泛应用潜力。实验和计算揭示了独特的立体消旋氢原子转移和立体选择性C–N键形成自由基回弹机制，为非血红素铁酶在新自然反应生物催化中开辟了新途径。

　　

在生命科学领域，一项令人振奋的研究揭示了非血红素铁(Nonheme Fe)酶的惊人潜力：研究人员重新利用了一种源自植物的酶——1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase)，通过定向进化(directed evolution)将其改造为高效的1,3-氮迁移酶(1,3-nitrogen migratase)。这种酶能催化1,3-氮迁移反应，以卓越的对映选择性(enantioselectivity)从外消旋底物中合成α-三取代和α-四取代非经典氨基酸(noncanonical amino acids)，这些氨基酸在医药和生物技术中具有广泛用途。通过结合实验和计算研究(computational studies)，团队发现了一个不寻常的反应机制：涉及立体消融性的氢原子转移(stereoablative hydrogen atom transfer)步骤，接着是立体选择性的C–N键形成自由基回弹(stereoselective C–N bond-forming radical rebound)过程，这一机制完美解释了生物催化中观察到的优异对映控制(enantiocontrol)。非血红素铁酶凭借其开放的多个配位位点，能同时结合反应伙伴，为开发超越血红素酶(heme enzymes)的新自然反应(new-to-nature reactions)提供了激动人心的机遇。