虽然萜类环化酶（terpenoid cyclases）通过阳离子机理能够生成结构复杂的萜类化合物，但是人们对于另外一种自由基反应路径的研究仍非常少。金属催化氢原子转移反应为烯烃的氢官能团化提供具有前景的方法，能够用于合成萜类化合物。人工金属酶催化反应是具有前景的将金属催化氢原子转移反应对蛋白骨架结构进行设计。

有鉴于此，巴塞尔大学Thomas R. Ward、洛桑联邦理工学院（EPFL）Bruno E. Correia等报道人工自由基环化酶（ARCase）的工程化，将生物素的[Co(希夫碱)]辅酶锚定在工程化修饰的嵌合链霉抗生物素蛋白内。

本文要点

通过两轮定向进化得到双突变体催化自由基环化反应生成含有顺式-5-6-稠环结构的双环产物，立体选择性达到97 % ee。晶体表征结果验证Co辅酶结合his组氨酸。

时间过程实验结果说明ARCase催化串联反应将自由基成环与共轭还原之间结合。

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Chen, D., Zhang, X., Vorobieva, A.A. et al. An evolved artificial radical cyclase enables the construction of bicyclic terpenoid scaffolds via an H-atom transfer pathway. Nat. Chem. (2024).

DOI: 10.1038/s41557-024-01562-5

https://www.nature.com/articles/s41557-024-01562-5