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对映选择性人工金属酶光催化剂的<i>De novo</i>设计

Nature2026年10月21日 00:00

文章发布日期:2026年10月21日 Sandip Mishra 1 na1 , Payal 1 na1 , Declan Evans 2 , 3 na1 , Kingsley Bortey 1 , Husayn Bootwala ORCID: orcid.org/0009-0009-3207-5043 1 , Giovanni Gonzalez-Gutierrez ORCID: orcid.org/0000-0002-1044-943X 4 , Ricardo Javier Vázquez 1 , David Baker ORCID: orcid.org/0000-0001-7896-6217 2 , 3 , 5 & … Jared C. Lewis ORCID: orcid.org/0000-0003-2800-8330 1 自然(2026年)引用本文 我们提前分享这篇文章,以便更快访问经过同行评审的已接受研究。它是可引用的,并带有永久DOI。这一版本可能会进行进一步编辑,最终记录版本会自动替换。所有法律免责声明适用。 摘要 创建能够将对映选择性赋予简单、现成的金属催化剂的蛋白质支架的能力可能重新定义不对称催化的格局。人工金属酶(ArMs)是将合成金属辅因子与蛋白质支架结合的混合催化剂,提供了一种实现这一目标的潜在方法,但支架的发现依然受到试错法和现有蛋白质的功能限制的制约。1–5 对于广泛用于可见光化学的金属多吡啶光催化剂来说,这一挑战尤为严重,但它们未能在蛋白质支架内实现高度对映选择性的光催化。在这项研究中,我们展示了生成蛋白质设计6–8可以创建选择性结合这些光催化剂的<i>De novo</i>支架,并且定向进化将所得的人工金属酶转化为高效的、高度对映选择性的光催化剂9。进化得到的蛋白质支持多种光驱动反应、高催化剂周转和催化剂回收,并且可以与商用的外消旋金属复合物一起工作。光谱研究表明,蛋白质环境延长了光催化剂激发态的寿命,并在辅因子附近组织底物,改变能量传递并控制立体选择性。这些发现确立了<i>De novo</i>蛋白质设计作为一种功能支架的途径,用于缺乏自然蛋白质伙伴的合成金属复合物,并为结合蛋白质设计与进化以控制非自然催化化学提供了一种策略。 这是订阅内容的预览,通过你的机构访问 访问选项 通过你的机构访问 访问《自然》及其他54种《自然》期刊 获取《自然+》,我们性价比最高的在线访问订阅 $32.99 / 30天 随时取消 了解更多 订阅本期杂志 收到51期印刷版和在线访问 每年$199.00 仅需每期$3.90 了解更多 租用或购买本文 价格因文章类型而异 $1.95到$39.95 了解更多 价格可能会根据结账时计算的当地税收而有所不同 其他访问选项: 登录 了解机构订阅 读取我们的常见问题 解答 联系客户支持 作者信息 作者说明 这些作者平等贡献:Sandip Mishra, Payal, Declan Evans 作者和隶属关系 印地安纳大学化学系,美国印第安纳州布卢明顿 Sandip Mishra, Payal, Kingsley Bortey, Husayn Bootwala, Ricardo Javier Vázquez & Jared C. Lewis 华盛顿大学生物化学系,美国华盛顿州西雅图 Declan Evans & David Baker 华盛顿大学蛋白质设计研究所,美国华盛顿州西雅图 Declan Evans & David Baker 印地安纳大学分子与细胞生物化学系,美国印第安纳州布卢明顿 Giovanni Gonzalez-Gutierrez 霍华德·休斯医学研究所,华盛顿大学,美国华盛顿州西雅图 David Baker 作者 Sandip Mishra Payal Declan Evans Kingsley Bortey Husayn Bootwala Giovanni Gonzalez-Gutierrez Ricardo Javier Vázquez David Baker Jared C. Lewis 通讯作者 通信联系 Jared C. Lewis。 补充信息 补充信息(下载PDF)该补充信息文件包含以下部分:I.补充图和表;II.支架设计过程;III.序列信息和引物;IV. ArMs的生物物理和光物理特征;V.生物转化协议;VI.酶库筛选;VII. UPLC色谱图和对映选择性的标准曲线;VIII.合成程序;IX.图准备致谢;以及X.参考文献。 同行评审文件(下载PDF) 关于本文 引用本文 Mishra, S., Payal, Evans, D. 等。对映选择性人工金属酶光催化剂的<i>De novo</i>设计。《自然》(2026年)。https://doi.org/10.1038/s41586-026-11317-6 下载引用 录入:2026年6月22日 接受:2026年10月15日 发布:2026年10月21日 DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-026-11317-6

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