催化混杂性驱动的酶功能重塑

作为生物催化剂,酶蛋白介导的生化反应具有条件温和、绿色环保等优点。然而相比化学催化剂,天然酶功能的局限性制约了它在生物制造领域的广泛应用。前期研究表明,酶蛋白除了催化专一性外,同时还展现出混杂性的一面,可在特定条件下催化非天然模式反应。这一特性为酶分子功能重塑提供了新思路,可用来指导人工酶设计,拓展天然酶的催化边界,实现新颖酶促反应类型,以扩大酶催化应用场景。本文从酶催化功能混杂性背后可能的进化机制入手,综述了当前诱导酶催化功能混杂性的常用策略,如定向进化、构象动力学、反应条件诱导及祖先酶重构等技术,并从催化机制、构效关系及适应性进化等多个角度,结合近年来相关研究实例,探讨了催化功能混杂性背后的分子机制,为突破天然酶促反应局限性、创制催化非天然反应的高效人工酶元件提供参考。

酶的兼职功能和催化混杂性

随着酶学研究的不断深入,最近提出了酶的兼职功能和催化混杂性的新概念。酶的兼职功能和催化混杂性在酶类中广泛存在,Neurospora crassa酪氨酰tRNA合成酶、磷酸葡萄糖异构酶(PGI)、gephyrin和细胞色素C等具有典型的兼职功能;而CAL-B、O-乙酰丝氨酸巯基酶、胰蛋白酶和非血红素二铁酶等表现出很好的催化混杂性。

生物催化Knoevenagel缩合反应研究进展

近年来,研究者们越来越关注Knoevenagel缩合反应的绿色合成方法。酶作为一种生物催化剂,催化Knoevenagel缩合反应不仅具有高选择性,还具有反应条件温和、绿色环保等优点。基于此,本文综述了部分生物催化剂催化Knoevenagel缩合反应的研究进展。