目前人们将铈的光氧化还原催化发展为在温和条件下活化分子的强大方法和技术。自由基中间体是使用可见光和富含地球的镧系元素的简单络合物形成的。

有鉴于此，慕尼黑工业大学Cathleen Zeymer等报道一种人造铈光酶，这种光酶能够在蛋白质内部进行光催化反应。

本文要点

（1）

作者通过从头设计方法构筑蛋白质，这种蛋白质的内部中心腔能够紧密的结合镧系金属离子。在可见光照射下，铈酶能够催化水溶液1,2-二醇发生自由基C-C键断裂。蛋白质工程得到更好光稳定性和金属结合能力的变种。

（2）

光酶能够对一系列芳香族和脂肪族底物进行催化转化，包括木质素类似的化合物。蛋白质能够在大肠杆菌的表面进行全细胞的生物光催化反应。此外，作者发现天然的镧系元素结合蛋白也能够进行这种光催化。

这项研究发展了一种“new-to-nature”的天然酶光氧化还原活性，具有广泛的催化应用前景。

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Andreas Sebastian Klein, Florian Leiss-Maier, Rahel Mühlhofer, Benedikt Boesen, Ghulam Mustafa, Hannah Kugler, Cathleen Zeymer*, A De Novo Metalloenzyme for Cerium Photoredox Catalysis, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c04618

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04618