摘要：生物酶元件作为合成生物学系统的芯片对生物制造产业有着至关重要的作用。发展多样性新功能酶元件可为合成生物学系统提供丰富的工具盒并助力其发展。本研究报道了一种基于非天然辅因子的新型人工酶构建方法,通过非天然氨基酸结合点击化学策略将4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine,DMAP)辅因子通过共价键引入至优选蛋白骨架中,成功构建了一种以叔胺辅因子为催化中心的新型人工酶。该人工酶成功实现了一例环状烯酮与对硝基苯甲醛之间发生的非天然不对称Morita-Baylis-Hillman(MBH)反应,转化率高达90%、对映选择性(e.e.)为38%。本研究不仅为新型人工酶的设计提供了一种有效策略,而且为发展酶催化非天然MBH反应建立了理论基础。

摘要：定向进化是在实验室环境中,在分子水平上模拟进化过程,得到具有期望特征的蛋白质的方法,目前已成为蛋白质设计改造的重要方法。定向进化不仅可以用于天然蛋白质的改造,也可以通过改造现有的酶,使其具有新的催化活性,从而构建人工酶。本文重点介绍工业生物催化、纳米酶设计和光催化3个方向的前沿成果,并讨论人工酶与定向进化领域存在的挑战和问题。

摘要：作为人体内重要的抗氧化酶,谷胱甘肽过氧化物酶受到人们越来越多的关注.为探索其催化机制,并开发极具潜力的抗氧化药物,国际上广泛开展了人工模拟谷胱甘肽过氧化物酶的研究工作.基于化学、生物学、超分子科学以及纳米科学及其深度交叉,人们研究构建了从小分子到大分子,再到纳米等不同结构的谷胱甘肽过氧化物酶模拟物.本文主要综述本研究组和其他研究组基于以大分子为骨架设计人工谷胱甘肽过氧化物酶的研究思路和策略.研究体系包括合成的大分子硒酶模型、自组装大分子硒酶模型和生物大分子硒酶模型等.

摘要：近日,超声医学科邱逦教授带领的医工交叉学科研究团队在材料领域期刊Advanced Materials发表了题为"Modulating Electron Transfer in Vanadium-based Artificial Enzymes for Enhanced ROS-Catalysis and Disinfection"的封面论文。该论文揭示了一种利用独特的Zn-O-V桥构筑钒基的新型HPO人造酶材料,并验证其具有与万古霉素相当的抗菌性能,能够有效促进创面新生血管形成、降低组织修复过程中的炎性反应,为人工酶的设计提供新的研究思路。

摘要：作为合成生物学与绿色生物制造等领域的底层核心技术,蛋白理性设计可有效解决天然功能元件性能不足等共性挑战,创制高性能人工酶元件。值此天津工业生物研究所(Tianjin Institute of Industrial Biotechnology,TIB)创立10周年之际,文中回顾了研究所在工业蛋白理性设计领域的系列重要工作进展。从酶设计方法学研究、新酶反应设计到生物催化应用等方面进行了分析讨论,并展望了本领域未来发展方向。望借此搭建学术界和产业界与酶理性设计的桥梁,促进新技术、新策略的开发应用,加速融合人工酶的基础研究与产业应用,推动我国生物制造领域的科技创新升级。

摘要：对近年来双核及三核金属配合物作为水解酶模型催化水解反应的研究工作进行了综述 ,分别从模型物的设计要求、催化反应机理等方面进行了讨论 。

摘要：人工金属酶的发展是一个迅速扩大的领域,其设计策略为从天然金属酶的改性到完全从头设计。其中,将合成催化剂附着在蛋白质支架上的锚定策略已引起广泛关注,因为它能够在生物相容和选择性蛋白质环境中发挥有机金属催化剂的活性。为使模块化设计的人工酶发挥最大应用潜力,需要强而可逆的锚定过程,该锚定过程能够控制组件的组装和拆卸。控制可逆性将允许蛋白质支架和人工金属辅因子的回收。为此,人们投入大量时间和精力研究利用生物素衍生物和替代品或(链球菌)亲和素突变体的实现可逆性。

摘要：生物有机化学旨在阐明复杂生命体系中的内在化学机制,以及通过理性的设计和改良来创造能够由于有机合成化学的生物大分子催化剂。本文遴选2016年发表于《Science》《Nature》《PNAS》《Nature Chemistry》等期刊的部分重要研究结果,回顾2016年生物有机化学领域取得的突破性进展。

摘要：酶是自然界漫长演化形成的高效生物催化剂,虽然生物酶数量和种类繁多、功能多样,但往往仅适用于专一的底物和天然的生命化学反应,难以满足社会生产对多样性功能化学品的合成需求。近年来,随着合成生物学理论与技术的发展,通过在蛋白中人为设计和引入非天然活性中心构建人工酶,能够极大地拓展酶的催化反应性,从而实现更多样化非天然有机化学品的生物催化合成。