ACS Catal综述：氧化还原酶的光化学研究前景

纳米技术

2021-11-22

氧化还原酶的机械酶学（mechanistic enzymology）促进了仿生合成学、诊疗学的发展，促进了功能增强或者应急功能的工程酶发展。从原子精度研究氧化还原酶的机理具有非常大的挑战，因为反应过程非常复杂，通常人们关心的化学反应步骤在催化反应动力学上非常模糊。

近期，通过光合成引发氧化还原酶催化的策略得到快速发展，比如通过化学势跃迁（chemical potential jump, μ-jump）法或者设计人工光合成酶进行发展酶催化。虽然以上提到的方法是生物光催化领域中比较常见，但是这种效应比较少见用于氧化还原酶催化。通过采取合适的光谱学表征技术追踪催化反应过程中的步骤和反应过程，能够在化学反应时间尺度观测到无法通过简单混合技术监测发现的机理和反应步骤过程。

有鉴于此，加州大学圣芭芭拉分校Brandon L. Greene综述报道光化学快速激发策略促进人们从机理上解释和研究氢化酶、工程化光合核糖核苷酸还原酶的反应机理，此外作者还讨论其他氧化还原酶的前景和机会。

本文要点：

（1）

目前将人工光合成酶、μ-jump机理进行应用时需要在实验上进行优化，与此同时，人们发现氧化还原酶的催化活性机理是通过光化学作用激发的，因此在技术上需要发展、酶的设计需要更加简洁，从结构生物学与遗传密码领域的发展来看，氧化还原酶的酶学机理研究可能更加深入和广泛。

参考文献

Brandon L. Greene*, Progress and Opportunities in Photochemical Enzymology of Oxidoreductases, ACS Catal. 2021, 11, 14635–14650

DOI: 10.1021/acscatal.1c04525

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04525