第一作者：Bin Chen, Renjie Li, Jianqiang Feng

通訊作者：王斌舉，黃小強

通訊單位：廈門大學、南京大學

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催化劑的發展是合成創新的基石，例如最近發現的光酶。然而，通過直接光激發來催化新的自然光生物轉化的天然酶目前僅限于黃素蛋白和酮還原酶。本文報道了一種新型的光酶催化方法，利用亞胺還原酶（IREDs）實現了從烯胺出發的遠端C(sp³)-C(sp³)鍵形成，為合成手性胺提供了一種新的策略，其為獲得手性胺提供了烯酰胺的加氫烷基化（45個例子，對映體過量（ee值）高達99%）。

這種方法突破了傳統化學催化方法難以實現的挑戰，展示了通過光生物催化合成手性胺的潛力。研究團隊通過濕實驗和計算模擬，闡明了工程化的IREDs如何將自由基中間體導向高產率和高對映選擇性的路徑。本工作不僅為利用自然界的催化劑進行非天然不對稱轉化提供了一個有希望的范例，而且為生物制造領域拓寬了合成范圍和機制多樣性。

圖文導讀

圖1：合成手性胺的代表性鍵合方法，以及反應條件的篩選。

圖2：基于IRED的光酶催化底物拓展。

圖3：光酶催化的機理研究。

圖4：理論計算研究。

總結展望

本研究開發的基于IRED的光酶催化方法成功克服了實現烯胺立體選擇性自由基加氫烷基化的挑戰。該方案的獨特之處在于：

1. 工程化的IRED活性位點非常適合非天然反應。

2. IRED蛋白的多功能性使其能夠容納廣泛的自由基前體，使其成為光生物催化中具有廣泛底物范圍的獨特例子。

3. 酶活性位點的限域效應提高了自由基生成的效率和選擇性。

4. 多功能的煙酰胺輔因子作為可見光吸收的核心組件，并作為關鍵立體選擇性氫原子轉移步驟的氫原子供體。

5. 光活化的IRED不僅作為獨立的光酶發揮作用，還與合成光催化劑聯合使用時表現出協同效應。

本工作新開發的光-IRED系統預計將在生物合成中擴大合成范圍和引入機制多樣性方面展現出巨大潛力。

文獻信息

標題：Modular Access to Chiral Amines via Imine Reductase-Based Photoenzymatic Catalysis

期刊：Journal of the American Chemical Society

DOI：10.1021/jacs.4c03879