NAD+类似物赋能结构多样性人工光酶实现立体选择性[2+2]环加成反应

研究人员设计出新型光活性辅因子BpAD（苯甲酮腺嘌呤二核苷酸），成功模拟NAD+的可逆结合特性，将其整合至多种NAD+依赖型蛋白支架中，构建出能高效催化分子间/内[2+2]环加成反应的人工光酶体系，展现出优异对映选择性和底物普适性，为人工酶设计提供了通用性新策略。

　　

这项突破性研究开创性地开发了苯甲酮腺嘌呤二核苷酸(BpAD)这一革命性光活性辅因子，巧妙模仿了生命体内重要辅酶NAD⁺的结构特征。这种分子魔术师能够可逆地嵌入各种NAD⁺结合蛋白的活性口袋，将普通蛋白质华丽变身为高效人工光酶。这些改造后的生物催化剂在[2+2]光环加成反应中展现出令人惊叹的精准控制能力，不仅能区分最细微的立体结构差异，还可以通过调整蛋白支架实现反应的对映体分流控制。

计算模拟揭示了BpAD与蛋白结合的精确模式，发现其通过独特的exo-进攻路径逐步构建碳碳键的奥秘。更有趣的是，BpAD催化的光反应与天然NAD⁺介导的过程完美兼容，就像两个默契的舞者，在细胞这个舞台上互不干扰地翩翩起舞。这项研究为人工酶设计打开了新思路，充分利用自然界丰富的NAD⁺结合蛋白库，为定制化生物催化开辟了无限可能。