杨扬/刘鹏，最新Nature Catalysis！

本文报道了一种新型的协同光金属生物催化策略，通过将光氧化还原催化与金属酶催化相结合，成功实现了有机硼试剂与重氮化合物的立体选择性自由基交叉偶联。研究背景方面，生物催化中实现非传统机制的反应是现代催化研究的核心挑战，而外球机制下的金属卡宾体-自由基偶联在生物催化中尚未被探索。研究目的为开发一种经由外球机制进行的光金属生物催化C–C偶联反应，并通过定向进化获得高效、高选择性的金属酶变体。结论表明，来源于嗜热菌Rhodothermus marinus的细胞色素c经多轮定向进化后，能够以优异的对映选择性（最高94.5:5.5 e.r.）和非对映选择性催化该反应。当使用外消旋二级烷基三氟硼酸盐时，可同时构建两个连续立体中心。机理研究结合密度泛函理论计算与从头算分子动力学模拟，揭示了关键的立体翻转SH2均裂取代过程以及质子耦合电子转移在对映选择性决速步中的核心作用。这项研究将传统金属卡宾体化学从内球机制拓展到外球自由基偶联范畴，为发展更广泛的立体选择性自由基偶联反应提供了通用平台。