Sci Adv | 生物催化的“统一场论”：江南大学吴静/宋伟揭示祖先酶如何把两个不相干的氧化反应装进同一个活性口袋

该研究针对如何将机制不同的氧化反应（黄素依赖的氧化脱氨与Baeyer-Villiger氧化）整合到单一酶活性位点的挑战。研究背景是这两种反应在进化与机制上长期分离，而将胺类直接转化为酯类在自然界中需由不同酶催化，且产生有害副产物H₂O₂。研究目的为通过功能导向的祖先序列重建策略，设计一种能在单个活性位点内同时催化胺氧化和Baeyer-Villiger氧化的双功能酶，实现胺到酯的直接转化。结论是成功构建了祖先酶AncFO-221，它通过组氨酸辅助的质子/氢化物转移与C4a-过氧黄素介导的氧插入内在耦合，形成了连续的AO-BVO循环。经模块化工程优化后的变体M15催化效率提高约18倍，内酯产率高达93%，并展现出可编程的非经典区域选择性，颠覆了传统Baeyer-Villiger迁移规则。该研究为将进化上分离的化学反应整合到可调控的单一催化平台提供了蓝图。