浙江大学季鹏飞课题组JACS：从5个催化基团创造新酶：微型高效金属酮还原酶的从头设计

本研究利用深度学习引导的工作流程,从理论活性位点出发,成功从头设计了一种微型高效的金属酮还原酶(dMKR),实现了非生物氢负离子转移机制对酮的不对称还原。背景方面,天然酶通常较大且稳定性有限,限制了其在工业催化中的应用。研究目的在于创造一种更小、更稳定、可定制的生物催化剂。结论显示,设计的微型酶仅含130个氨基酸(13.8 kDa),展现出优异的催化性能:kcat/kuncat高达1.4×10⁶,转化数最高达19,000,对映体过量值最高为98%,并具有广泛的底物谱和区域选择性。该酶热稳定性卓越(Tₘ=94°C),耐受90°C高温和多种有机溶剂,优于天然混杂还原酶。通过定向进化进一步拓展了底物范围。该工作展示了从头设计非天然催化功能的强大能力,为不对称合成提供了一种可规模化、可持续的定制化生物催化剂。