【Nat. Commun.】浙大郑文隆：计算机辅助调控P450BM3单加氧酶对氮杂环化合物的氮氧化选择性

本文研究了Bacillus megaterium来源的P450BM3单加氧酶对氮杂环化合物的氮氧化能力。研究背景是氮杂环的氮氧化反应在有机化学领域应用广泛，但存在效率低和区域选择性不佳的问题。研究目的是通过计算机辅助设计和定点饱和诱变技术，提高P450BM3对氮杂环化合物的氮氧化选择性。研究结果表明，经过几轮迭代组合诱变，F87G/A264G/A328L突变体在喹啉氮氧化方面表现最佳，选择性达到98.5%，转化率达到68.2%。进一步的实验表明，该突变体对多种氮杂环底物具有较高的氮氧化选择性和转化率。作者还提出了“推拉”模型来描述P450BM3的底物识别和氮氧化选择性机制。最后，作者在50 ml反应器中进行放大反应，验证了该突变体在工业生物催化中的潜力和广泛适用性。