虽然人们知道CO₂还原酶具有优异的催化反应效率和产物选择性，但是很少能够通过工程化制备人工CO₂酶催化剂研究酶催化反应机理和过程。

有鉴于此，德州大学奥斯丁分校 Yi Lu等报道将Co-卟啉替代肌红蛋白（myoglobin）作为均相催化剂CoMb水相光催化CO₂还原为CO，通过优化pH，调控酶和光敏剂的浓度优化催化反应活性和产物选择性。

本文要点

（1）

在较低的酶浓度进行光催化，实现了2000 的TON（CO）和较低的产物选择性（15 %），当提高酶的浓度时，实现了更高的选择性（74 %）和降低的TON。通过调节CoMb催化活性位点附近的正电荷基团（Lys或Arg），能够进一步改善生成CO的效率和TON，说明调控二级配位环境对于改善光催化酶的CO₂还原反应的重要性。

（2）

当使用正电的Lys或者Arg调控催化位点的二级配位球，CO的产量提高2倍，同时选择性并未降低。这种设计-构建-测试-学习的循环有助于发展人工酶催化剂。

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Yunling Deng, Sudharsan Dwaraknath, Wenhao O. Ouyang, Cory J. Matsumoto, Stephanie Ouchida, Yi Lu, Engineering an Oxygen-Binding Protein for Photocatalytic CO₂ Reductions in Water, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202215719

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202215719