杨扬、刘鹏团队JACS：苏氨酸醛缩酶的定向进化用于光生物催化合成β-支链-α-四取代及其他非天然氨基酸

本研究围绕苏氨酸醛缩酶的定向进化展开，旨在解决光生物催化合成β-支链-α-四取代非天然氨基酸的挑战。背景方面，2024年杨扬教授已利用光催化剂与PLP生物催化剂协同作用，实现了有机硼试剂与氨基酸的氧化交叉偶联。在此基础上，本研究针对位阻更大的二级有机硼试剂，通过定向进化和蛋白质工程优化苏氨酸醛缩酶，成功实现了高效不对称C(sp3)-C(sp3)键偶联。研究目的聚焦于突破传统催化方法在复杂非天然氨基酸合成中的效率瓶颈。结论显示，优化后的突变体可构建多种β-支链-α-四取代产物，立体选择性高达95:5 d.r.及>99:99 e.r.，并显著提升了芳基丙氨酸（达3100 TTN）及α-甲基-芳基丙氨酸（达910 TTN）的催化效率。该工作为光酶协同催化在复杂非天然氨基酸合成中的应用提供了新思路。