近日，中国科学院天津工业生物技术研究所在亚胺还原酶催化动态动力学拆分还原胺化合成双手性中心N-取代氨基酰胺和氨基酯研究中取得新进展，为这类重要手性化合物的绿色高效合成提供了新方法。
据介绍，手性N-取代氨基酰胺和氨基酯是多种药物和农药的关键结构单元。该类化合物尤其是含多个手性中心的N-取代氨基酰胺/氨基酯的高效不对称合成一直存在挑战。传统化学合成方法往往依赖苛刻反应条件或贵金属催化剂，且难以精确控制还原胺化过程中的立体选择性。因此，开发生物合成方法具有重要意义。
研究人员通过对亚胺还原酶酶库的筛选及蛋白质工程改造，获得了催化性能显著提升的突变体，该突变体的催化效率较野生型酶提高了102倍。利用该工程酶，团队成功实现了抗癫痫药物布瓦西坦的克级规模制备，并合成了一系列具有双手性中心的N-取代氨基酰胺、氨基酯及其内酰胺。通过晶体结构分析与分子动力学模拟，研究人员揭示突变酶活性提高的机制。该研究为双手性中心氨基酸衍生物及其内酰胺的高效、绿色不对称合成提供了新的生物催化策略，拓展了生物催化剂在动态动力学拆分还原胺化反应中的应用范围。