近日，我校生物反应器工程全国重点实验室张立新团队解永涛组在酶催化领域取得重要突破。相关研究成果以“Enzyme-Catalyzed Intramolecular C-C Coupling Transformation of Nitriles”为题发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。这项研究的核心创新，可以概括为“让酶学会了一项原本不会的新技能”。
很多药物和天然产物的分子骨架，都依赖于碳原子之间手拉手形成“碳-碳键”。在生物催化领域，有一类叫做“ThDP依赖型酶”的“分子工匠”，它们擅长把醛基作为“抓手”来构建碳-碳键，但它们的“工作清单”里一直有个空白——不会处理惰性的氰基。这项研究的巧妙之处，就是成功改造了一种ThDP依赖型酶，教会它把醛基加到氰基上。这是首次实现这类酶催化的醛基对氰基分子内加成反应，相当于把酶催化碳-碳键构建的能力，从“舒适区”拓展到了原本很难攻克的惰性氰基体系。
研究的最终产物是3-羟基色酮，它是黄酮醇类分子的核心结构单元。黄酮醇广泛存在于我们日常吃的蔬菜、水果和茶叶中，是许多保健品宣称“抗氧化”“保护心血管”等功能来源的活性成分。但传统方法合成这类分子，往往步骤繁琐、依赖有害氧化剂。而这项研究相当于开辟了一条“绿色通道”：在水相中温和反应，无需添加氧化剂，就能高效合成这类重要的生物活性分子。这不仅拓展了酶催化的应用边界，也为黄酮醇类药物的开发提供了全新的工具。
该工作主要由华东理工大学博士生朱超男完成，通讯作者为张立新教授、解永涛副教授。该研究工作得到了南洋理工大学/贵州大学池永贵教授、南开大学叶萌春教授等的指导，并得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划和中央高校基本科研业务费等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c02210
