通过将非催化辅因子引入蛋白质骨架而构建的人工酶，正逐渐成为针对非天然反应的极具前景的生物催化剂。然而，由于复杂的细胞环境带来了诸多挑战，开发细胞内人工酶的构建策略及非天然催化功能具有较大的挑战，特别是在细胞内进行立体选择性生物合成的人工酶研究报道十分有限。因此，如何在细胞内构建含有非天然催化中心的人工酶并在体内实现其非天然不对称催化功能是当前面临的关键科学问题。近日，江南大学周志教授组联合厦门大学王斌举教授组在知名期刊Nature Communications上发表了题为“Intracellular assembly of artificial enzymes for cytoplasmic enantioselective Mannich reactions”的研究论文。该研究报道了一种基于蛋白与非天然催化辅因子共价修饰的人工酶细胞内高效构建策略。仅需将表达目标蛋白的细胞与人工辅因子进行短时间孵育，可实现含非天然催化中心人工酶的快速高效组装。体内成功组装的人工酶可高效催化一例不对称曼尼希反应，并在细胞内和体外高效合成非天然手性β-氨基酮。利用该策略，可通过全细胞催化循环系统实现了目标非天然手性含氮化合物的克级生产，从而展示了其在非天然生物合成中的应用潜力。这项工作建立了一种简单且具有普适性的人工酶体内构建方法，可利用多种生物支架和合成辅因子，在细胞内构建具有新型功能的人工酶，从而扩展了在细胞内进行定制化合成应用的生物酶元件库。
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