用于细胞质对映选择性曼尼希反应的人工酶的细胞内组装

《Nature Communications》：Intracellular assembly of artificial enzymes for cytoplasmic enantioselective Mannich reactions

　　

摘要

通过将非生物催化辅因子引入蛋白质骨架中而构建的人工酶，正逐渐成为用于那些没有天然催化剂的反应的理想生物催化剂。然而，由于复杂的细胞环境带来的诸多挑战，针对在细胞内进行立体选择性生物合成的人工酶的设计至今仍鲜有研究。在此，我们提出了一种高效策略，即以类似天然酶的方式，将表达目标蛋白的细胞与合成催化辅因子一起培养，从而实现人工酶在细胞内的共价锚定组装。这种人工酶可通过细胞内的位点特异性二硫键形成高效组装，并能在在细胞内催化不对称曼尼希反应，且具有出色的对映选择性和反应活性。晶体学分析结合计算研究为理解其立体选择性和催化效率提供了结构与机制方面的见解。总体而言，这项工作为在细胞内构建人工酶提供了一种通用且可推广的方法，丰富了在细胞环境中进行定制化合成应用的工具箱。