卤化酶催化机制及定向改造研究进展

作     者：牛欣越 张郑宇 

作者机构：武汉大学药学院 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主　　题：亲电卤化酶 自由基卤化酶 亲核卤化酶 定向进化 

摘      要：卤代化合物在农业化学、制药、材料等领域有着较高的应用价值，但是传统的化学合成手段因毒性试剂会造成环境污染，区域选择性及立体选择性的缺乏导致制备较为困难，酶促卤化的高效性、温和的反应条件与区域选择性、立体选择性潜能使其成为绿色卤化工业中更有前景的选择。目前已经表征了多种卤化酶，包括遵循亲电芳香取代机制的亚铁血红素依赖型卤过氧化物酶、钒依赖型卤过氧化物酶和黄素依赖型卤化酶，遵循自由基机制的非血红素铁/α-酮戊二酸依赖型卤化酶和遵循亲核机制的S-腺苷-l-甲硫氨酸依赖型卤化酶。本文综述了各类卤化酶的的关键活性位点与催化卤化机理，以及一系列为了提高其应用价值而做出的酶工程改造，最后简要讨论了其工业应用现状。作为一类有前景的生物催化剂，卤化酶可以高效地实现多种卤代化合物的酶促以及化学酶合成，有力地改善传统化学合成造成的环境问题，对其机制与改造研究的理解在合成领域具有重要的价值。