江南大学周志/厦门大学王斌举Nat. Commun.：人工酶的细胞内高效组装及体内非天然不对称生物合成

背景：在细胞内构建含非天然催化中心的人工酶并实现非天然不对称催化功能是当前生物催化领域的重大挑战，先前研究多集中于体外或依赖复杂非天然氨基酸嵌入等方法，难以兼顾简便性与细胞内应用。研究目的：江南大学周志团队与厦门大学王斌举团队合作，旨在开发一种简单、普适的人工酶细胞内高效组装策略，通过在细胞中直接加入合成仲胺辅因子与蛋白质骨架形成共价二硫键，构建具有非天然催化活性的人工酶，并在体内和体外催化不对称曼尼希反应。结论：该策略仅需将表达目标蛋白的细胞与辅因子短时孵育，即可快速组装人工酶，成功催化曼尼希反应合成非天然手性β-氨基酮。经定向进化获得最优变体AM_57SA_5.0，实现高达96% e.e.、>20:1 d.r.的立体选择性。利用全细胞催化循环系统实现了克级生产（1.06 g，90% e.e.），并通过量子化学计算揭示了立体选择性的分子机制。该工作为在活细胞内构建新型非天然生物合成途径提供了高效平台。