細(xì)胞色素P450蛋白在不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)中的研究進(jìn)展

魏爾曼，馬宏敏，瞿旭東，鄧子新

(武漢大學(xué)藥學(xué)院，湖北武漢430071)

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細(xì)胞色素P450蛋白在不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)中的研究進(jìn)展

魏爾曼，馬宏敏，瞿旭東，鄧子新

(武漢大學(xué)藥學(xué)院，湖北武漢430071)

在過(guò)去幾十年間，運(yùn)用手性金屬催化劑進(jìn)行不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)，一直是有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并且取得了令人矚目的成就。合成生物學(xué)方法因其具有環(huán)境可持續(xù)性以及良好的能量效率等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為一種新的研究趨勢(shì)。為了彌補(bǔ)天然酶催化的局限性，將生物體內(nèi)部的酶反應(yīng)與工業(yè)界的合成反應(yīng)之間形成無(wú)縫對(duì)接是當(dāng)務(wù)之急。與傳統(tǒng)化學(xué)手段相比，利用細(xì)胞色素P450催化合成不對(duì)稱環(huán)丙烷具有顯著的優(yōu)勢(shì)。本文中，筆者綜述了近年來(lái)細(xì)胞色素P450在不對(duì)稱環(huán)丙烷反應(yīng)的研究狀況。

細(xì)胞色素P450；不對(duì)稱環(huán)丙烷；生物催化；生物制造

近年來(lái)，運(yùn)用微生物工程來(lái)生產(chǎn)生物燃料以及化學(xué)品的報(bào)道越來(lái)越多，甚至使得人們認(rèn)為將來(lái)可以通過(guò)微生物工程菌株來(lái)生產(chǎn)幾乎所有的有機(jī)化合物[1]。由于具有環(huán)境可持續(xù)性以及良好的能量效率，合成生物學(xué)方法的研究逐漸受到重視。但是很不幸，很多目標(biāo)產(chǎn)物并不能通過(guò)已知酶所能催化反應(yīng)的有限組合得到。由于代謝工程成功與否主要取決于將酶合適地裝配進(jìn)生物合成途徑中，而天然酶只能催化僅僅一部分在工業(yè)上所用到的化學(xué)反應(yīng)，使得上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)受到限制。因此，有必要將生命體內(nèi)部的酶反應(yīng)與工業(yè)界的合成反應(yīng)做一個(gè)無(wú)縫對(duì)接。例如，最近報(bào)道了能催化C—H鍵活化的銠配位的酶[2]以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能催化Kemp消除[3]和Diels-Alder反應(yīng)的酶[4]。因此，生物制造過(guò)程最終取決于人們能否創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出有效催化已知或新型化學(xué)反應(yīng)的新催化劑。

細(xì)胞色素P450單加氧酶是一種能與CO結(jié)合的蛋白，廣泛分布于各種動(dòng)物、植物、真菌和細(xì)菌中。作為一種末端加氧酶，細(xì)胞色素P450參與了生物體內(nèi)的甾醇類激素合成以及包括藥物、環(huán)境化合物在內(nèi)的外源性物質(zhì)的代謝等過(guò)程。許多天然產(chǎn)物的生物合成途徑涉及P450介導(dǎo)的氧化，從而對(duì)疏水骨架進(jìn)行官能團(tuán)化，例如萜烯、生物堿和聚酮的生物合成。除了上述反應(yīng)，天然或改造的P450被開(kāi)發(fā)后被用于催化出更多的反應(yīng)類型。由此，細(xì)胞色素P450酶已成為能催化最多反應(yīng)類型的生物催化劑，例如：芳基、芳基偶聯(lián)反應(yīng)、開(kāi)環(huán)反應(yīng)、縮環(huán)反應(yīng)、醚和硫醚以及胺的脫烷基化反應(yīng)、脫羧反應(yīng)、氧化環(huán)化反應(yīng)，醛醇氧化反應(yīng)、去飽和化反應(yīng)、硫醚氧化反應(yīng)、氮氧化反應(yīng)、環(huán)氧化反應(yīng)、C—C鍵斷裂反應(yīng)和硝基化反應(yīng)等[5-6]。

手性環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)作為特殊的剛性結(jié)構(gòu)，存在于萜類、信息素和非天然氨基酸等生理化合物以及西司他汀、除蟲(chóng)菊酯等藥物中，發(fā)揮著殺蟲(chóng)、除草、抗真菌、抗細(xì)菌、抗病毒和抗腫瘤等重要生理活性[7]。在過(guò)去幾十年間，運(yùn)用手性金屬催化劑進(jìn)行不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)，一直是有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問(wèn)題，取得了令人矚目的成就[8]。該反應(yīng)實(shí)現(xiàn)卡賓中間體對(duì)烯烴的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，可以通過(guò)單步構(gòu)建多達(dá)3個(gè)手性中心。然而，在生物體內(nèi)，手性環(huán)丙烷是通過(guò)S?腺苷基蛋氨酸(S?adenosyl?methionine，SAM)對(duì)烯烴的加成或者二甲基烯丙焦磷酸的環(huán)化反應(yīng)而生成的[7]。近年來(lái)，人們通過(guò)改造細(xì)胞色素P450實(shí)現(xiàn)了酶催化的金屬卡賓對(duì)烯烴的環(huán)丙烷化反應(yīng)。考慮到合成生物學(xué)將來(lái)需要不斷地設(shè)計(jì)催化新反應(yīng)的酶以及P450催化反應(yīng)的寬泛性，本文對(duì)P450催化反應(yīng)進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期給相關(guān)的研究者提供幫助。

1 催化環(huán)丙烷化反應(yīng)

過(guò)渡金屬催化的卡賓、氮賓和氧的轉(zhuǎn)移反應(yīng)是C=C雙鍵以及C—H單鍵進(jìn)行官能團(tuán)化的重要方法，例如銅、釕、銠和金等過(guò)渡金屬的配位復(fù)合物催化的不對(duì)稱環(huán)丙烷化一直是金屬有機(jī)化學(xué)的研究熱點(diǎn)[8]。在自然界，生物體內(nèi)已進(jìn)化出多種多樣的環(huán)氧化方法，例如細(xì)胞色素P450所催化的單氧化反應(yīng)。自然界中，并沒(méi)有進(jìn)化出酶催化碳卡賓等電子體對(duì)烯烴的加成反應(yīng)這種化學(xué)合成中常用的C—C鍵形成反應(yīng)。有報(bào)道稱，鐵卟啉可以催化該反應(yīng)[9]，金屬卟啉催化的環(huán)丙烷化反應(yīng)被認(rèn)為是形成金屬卡賓中間體對(duì)烯烴進(jìn)行加成(圖1(a))；而P450酶通過(guò)形成4價(jià)鐵氧活性物種而對(duì)烯烴進(jìn)行加成生成環(huán)氧化產(chǎn)物(圖1(b))。

圖1 鐵卟啉介導(dǎo)的金屬有機(jī)不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)(a)，細(xì)胞色素P450單氧化酶介導(dǎo)的酶催化環(huán)氧化反應(yīng)(b)和細(xì)胞色素P450單氧化酶介導(dǎo)的酶催化環(huán)丙烷化反應(yīng)(c)

2 P450催化氧化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制

細(xì)胞色素P450酶系的催化反應(yīng)是一種循環(huán)作用機(jī)制[9](圖2)。細(xì)胞色素P450酶中鐵卟啉是+3價(jià)氧化態(tài)，當(dāng)?shù)孜锱c酶結(jié)合后，F(xiàn)e3+由NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶的電子供體上得到1個(gè)電子，從而被還原成Fe2+；Fe2+與分子氧結(jié)合后，被另1個(gè)電子和1個(gè)質(zhì)子進(jìn)行加成，脫去1分子H2O后，生成4價(jià)鐵氧正離子活性物種(圖1(c))；該活性物種對(duì)底物進(jìn)行自由基的加成，得到羥化產(chǎn)物；產(chǎn)物釋放后，游離的P450酶又重復(fù)循環(huán)。細(xì)胞色素P450催化的反應(yīng)大多數(shù)與4價(jià)鐵氧活性物種有關(guān)。在細(xì)胞色素P450酶中，存在1個(gè)保守的蘇氨酸活性殘基(如P450BM3中的T268)，通過(guò)結(jié)合水分子對(duì)鐵氧物種進(jìn)行質(zhì)子化，從而起到重要的催化作用。P450酶另外1個(gè)保守殘基是軸向半胱氨酸殘基(如P450BM3中的C400)，起到配位鐵離子的作用。

圖2 細(xì)胞色素P450催化氧化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制Fig.2 Mechanism of cytochrome P450 catalytic oxidation reaction

3 P450BM3催化環(huán)丙烷化

既然鐵卟啉可以生成鐵-卡賓中間體，可以對(duì)烯烴進(jìn)行加成產(chǎn)生環(huán)丙烷化產(chǎn)物，Coelho等[10]嘗試天然鐵卟啉-血紅素的催化性能，發(fā)現(xiàn)溶于水中的血紅素以及幾種血紅蛋白，包括P450BM3，可以以較低的產(chǎn)率催化該反應(yīng)，如圖3所示。大多數(shù)血紅蛋白環(huán)丙烷化一般是反式(trans)選擇性的，但是幾乎沒(méi)有檢測(cè)到立體選擇性。P450BM3活性比較低，但呈現(xiàn)出可檢測(cè)到的立體選擇性。對(duì)它進(jìn)行突變，特別是對(duì)高度保守殘基如T268的突變，極大地提高了產(chǎn)率、非對(duì)映體過(guò)量值(d.e.值)和對(duì)映體過(guò)量值(e.e.值)。在天然的P450中，該位點(diǎn)保守的活性蘇氨酸殘基起到質(zhì)子傳遞的作用；而在如同環(huán)丙烷化反應(yīng)這樣的非天然化學(xué)反應(yīng)中，立體選擇性發(fā)生很大改變，例如將T268突變?yōu)轶w積較小的丙氨酸緩解了反應(yīng)的立體排阻作用。將P450BM3及其突變株催化環(huán)丙烷化反應(yīng)的結(jié)果總結(jié)于表1中。由表1可知：對(duì)1株轉(zhuǎn)化率、d.e.值及e.e.值比野生型稍有改善的9-10A-TS-F87V(P450BM3突變株)進(jìn)行T268A的突變，相比對(duì)野生型進(jìn)行的T268A突變而言，轉(zhuǎn)化率下降了一半，但是其非對(duì)映選擇性發(fā)生了反轉(zhuǎn)，并且e.e.值很不錯(cuò)。由于上述突變株為CIS選擇性，因此被稱為BM3-CIS。對(duì)5個(gè)活性位點(diǎn)進(jìn)行單點(diǎn)飽和突變發(fā)現(xiàn)，A328G、T438A、T438S與T438P提高了酶的順式(cis)產(chǎn)物的e.e.值。A328G反轉(zhuǎn)了酶的非對(duì)映選擇性，而T438S提高了cis構(gòu)型的非對(duì)映選擇性，使得T438S具有最好的非對(duì)映及對(duì)映選擇性(順?lè)磧烧弑壤秊?2∶ 8，e.e.為-97%)，同時(shí)其產(chǎn)率也提高了50%[10]。

圖3 細(xì)胞色素P450BM3及其突變株催化的CIS選擇性環(huán)丙烷化反應(yīng)Fig.3 Asymmetric cyclopropane by P450BM3 and its mutants

表1 細(xì)胞色素P450BM3及其突變株介導(dǎo)的CIS選擇性環(huán)丙烷化反應(yīng)結(jié)果

與細(xì)胞色素P450BM3催化單氧化或環(huán)氧化時(shí)鐵為+3氧化態(tài)不同，它催化環(huán)丙烷化時(shí)鐵為+2還原態(tài)。為了保持該價(jià)態(tài)，環(huán)丙烷化反應(yīng)時(shí)需要亞化學(xué)計(jì)量的還原劑并且在無(wú)氧條件下進(jìn)行。

完整的細(xì)胞色素P450BM3，包含催化血紅素結(jié)構(gòu)域P450BM3-heme以及NADPH依賴的P450還原酶結(jié)構(gòu)域。無(wú)論是P450BM3，還是P450BM3-heme，相對(duì)于天然的NADPH(EO′=-320 mV)，都明顯偏好于如連二亞硫酸鹽(EO′=-660 mV)這樣的強(qiáng)還原試劑。由于作為細(xì)胞工廠的活細(xì)胞體內(nèi)的還原劑只能是NADPH，因此有必要對(duì)酶進(jìn)行改造。由于血紅素鐵的還原潛力與軸向配體有關(guān)，如果將P450BM3中軸向半胱氨酸上的硫替換為弱給電子能力的氧，很可能將提高FeIII/II還原潛力，使得酶易被NADPH還原驅(qū)動(dòng)。另外，軸向半胱氨酸環(huán)氧化過(guò)程中起到活化氧分子以及穩(wěn)定活性鐵氧正離子自由基的作用，哺乳動(dòng)物P450中，軸向半胱氨酸取代為絲氨酸，喪失環(huán)氧化能力[11]。將P450BM3-hemeCIS進(jìn)行C400S突變后，配位CO后在411 nm處有一個(gè)特征吸收峰，因此該突變株被稱為P411BM3-heme。相比野生型P450BM3-heme而言，C400S突變的還原電勢(shì)提高了127 mV，而P450BM3-hemeCIS中13個(gè)氨基酸的突變使得還原電勢(shì)提高了60 mV。而C400S使得P450BM3-hemeCIS的還原電勢(shì)額外增加了95 mV。這兩個(gè)C400S突變株的靜止態(tài)還原電勢(shì)要高于NAD(P)+變成NAD(P)H的還原電勢(shì)，使得在沒(méi)有底物存在的條件下，全長(zhǎng)的P411仍可被NAD(P)H還原。P411BM3-CIS的表達(dá)量為干質(zhì)量的2%，而P450BM3-CIS的表達(dá)量是6%；但是含P411BM3-CIS的重組表達(dá)體催化反應(yīng)的反應(yīng)轉(zhuǎn)化數(shù)(TTN)為3 700，差不多是P450BM3-CIS的4倍。C400S的單點(diǎn)突變使得P411BM3的環(huán)丙烷化活性比野生型提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。在170 mmol/L重氮乙酸乙酯、400 mmol/L的苯乙烯存在下，8.4 g/L的含P411BM3-CIS的重組大腸桿菌可以以72%的得率得到環(huán)丙烷化產(chǎn)物，具有較好的非對(duì)映選擇性(cis：trans為90∶ 10)以及良好的對(duì)映選擇性[12](e.e.cis為99%)，見(jiàn)圖4。

圖4 P411BM3-CIS催化的CIS選擇性環(huán)丙烷化反應(yīng)的克級(jí)制備Fig.4 Asymmetric cyclopropane by P411BM3-CIS with gram scale

既然C400S突變會(huì)使得細(xì)胞色素P450酶的環(huán)丙烷化活性增加，因此，Wang等[13]在利于環(huán)丙烷化反應(yīng)的突變株T268A的基礎(chǔ)上再次嘗試將該位置突變?yōu)榻M氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸及丙氨酸，將這些菌株催化環(huán)丙烷化反應(yīng)結(jié)果總結(jié)于表2。由表2可知：將其突變?yōu)榻M氨酸的突變株，T268A-axH的轉(zhuǎn)化率最高，在45 min時(shí)達(dá)到61.1%，而T268A轉(zhuǎn)化率僅為1.4%；突變?yōu)榻z氨酸的突變株，T268A-axS的轉(zhuǎn)化率也只有12.3%。為了證明該突變的有效性，他們嘗試用T268A-axH作為催化劑來(lái)介導(dǎo)重氮乙酸乙酯對(duì)N,N-二乙基-2-苯基-丙烯酰胺的環(huán)丙烷化來(lái)生產(chǎn)米那普侖中間體。在10 mmol/L的底物濃度下，T268A-axH以81%的得率、6∶ 94的非對(duì)映選擇性以及42%的e.e.值得到目的產(chǎn)物。為了改善其立體選擇性，對(duì)影響環(huán)丙烷化或環(huán)氧化選擇性的4個(gè)氨基酸殘基，F(xiàn)87、I263、L437與T438進(jìn)行了點(diǎn)飽和突變。前兩個(gè)位點(diǎn)的突變并沒(méi)有得到立體選擇性改善的突變株，然而后兩個(gè)位點(diǎn)都是突變?yōu)樯彼?，立體選擇性提高到68%～69%。但是兩者組合所得突變株的產(chǎn)率和e.e.值都有較大的下降。以e.e.值較高的T268A-axH-L437W為母本，對(duì)V78與L181這兩個(gè)位置進(jìn)行第二輪的點(diǎn)飽和突變，結(jié)果顯示V78M、L181V及其組合都顯示出提高的e.e.值(分別為87%、75%和92%)，并且后者(T268A-axH-L437W-V78M-L181V，重新命名為BM3-Hstar)的產(chǎn)率(92%)與非對(duì)映選擇性(2∶ 98)都有所提高(圖5)。

圖5 細(xì)胞色素P450BM3-T268A的軸向半胱氨酸突變株催化的環(huán)丙烷化反應(yīng)Fig.5 Asymmetric cyclopropane by P450BM3-T268A and its mutants

表2 細(xì)胞色素P450BM3-T268A及不同突變株催化環(huán)丙烷化反應(yīng)結(jié)果

Renata等[14]研究BM3-Hstar的底物譜發(fā)現(xiàn)，丙烯酰胺底物的酰胺部分的取代對(duì)環(huán)丙烷化反應(yīng)影響不大，但是較大的取代會(huì)引起產(chǎn)率及e.e.值的下降；丙烯酰胺底物的芳基部分容忍性較強(qiáng)，但是產(chǎn)率、非對(duì)映選擇性及e.e.值都略有降低，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)圖6。

由于P450BM3催化環(huán)丙烷化取得了很好的效果，Renata等進(jìn)一步考察了其他幾種在大腸桿菌中表達(dá)良好的細(xì)胞色素P450催化環(huán)丙烷化的活性(圖7)。將這些酶在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，發(fā)現(xiàn)這些P450酶都有催化環(huán)丙烷化的活性；仿照P450BM3進(jìn)行C400S突變成為P411BM3增強(qiáng)酶環(huán)丙烷化催化性能，將這些P450的軸向半胱氨酸突變?yōu)榻z氨酸，發(fā)現(xiàn)所有這些P450的活性都得到了增強(qiáng)；但是對(duì)非對(duì)映選擇性與e.e.值卻沒(méi)有明顯的增強(qiáng)。有趣的是，CYP119以及P450cam的非對(duì)映選擇性發(fā)生了反轉(zhuǎn)[15]，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

之前研究者運(yùn)用含鐵卟啉的蛋白以及游離血紅素催化環(huán)丙烷化反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)辣根過(guò)氧化酶、細(xì)胞色素C以及肌紅蛋白都能催化環(huán)丙烷化，但是其d.e.值與e.e.值與游離血紅素相差無(wú)幾[12-14]。最近，Bordeaux等[16]進(jìn)一步研究了抹香鯨肌紅蛋白(myoglobin,Mb)的催化性能，具體見(jiàn)圖8。野生型的肌紅蛋白催化環(huán)丙烷化的轉(zhuǎn)化率和選擇性與血紅素相差無(wú)幾；而后對(duì)鄰近卟啉鐵的F43、H64與V68殘基進(jìn)行點(diǎn)飽和突變(圖9)，發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)突變株的催化性能都有不同程度的提高，將其進(jìn)行組合，得到了MbH64V-V68A突變株，以99.9%的d.e.值、99.9%的e.e.值以及99%的轉(zhuǎn)化率得到1s,2s的對(duì)映體，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。圖10為MbH64V-V68A突變株催化的環(huán)丙烷化反應(yīng)的底物譜。由圖10可知：不同底物得到對(duì)應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率e.e.值有一定差異，這可能是由取代基位置、底物在水中不穩(wěn)定等原因引起，但該酶具有較好的底物容忍性。

綜上所述，人們成功地運(yùn)用含血紅素鐵的細(xì)胞色素P450BM3以及肌紅蛋白實(shí)現(xiàn)了重氮乙酸乙酯對(duì)苯乙烯的加成產(chǎn)生環(huán)丙烷化產(chǎn)物，并通過(guò)活性位點(diǎn)飽和突變得到了具有高轉(zhuǎn)化率、高d.e.值及高e.e.值的突變株，具體反應(yīng)及收率見(jiàn)圖11。

圖6 BM3-Hstar催化環(huán)丙烷化反應(yīng)的底物譜Fig.6 Substrates of asymmetric cyclopropane by BM3-Hstar

圖7 細(xì)菌來(lái)源的細(xì)胞色素P450及其軸向半胱氨酸突變株催化的環(huán)丙烷化反應(yīng)Fig.7 Asymmetric cyclopropane by P450 and its mutant from bacteria

表3 細(xì)菌色素P450及其軸向半胱氨酸突變株催化環(huán)丙烷化反應(yīng)結(jié)果

圖8 抹香鯨肌紅蛋白及其突變株催化的環(huán)丙烷化反應(yīng)Fig.8 Asymmetric cyclopropane by sperm whales myoglobin and its mutants

表4 抹香鯨肌紅蛋白及其突變株催化環(huán)丙烷化反應(yīng)結(jié)果

圖9 抹香鯨肌紅蛋白活性位點(diǎn)F43、H64和V68[16]Fig.9 F43，H64，V68 active site of sperm hale myoglobin[16]

4 結(jié)論與展望

人們成功地運(yùn)用含血紅素鐵的細(xì)胞色素P450BM3以及肌紅蛋白實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱催化產(chǎn)環(huán)丙烷化產(chǎn)物，并通過(guò)活性位點(diǎn)飽和突變等方法得到了具有高轉(zhuǎn)化率、高選擇的突變株，從而得到了一個(gè)簡(jiǎn)單、綠色并可持續(xù)的催化方法。它不同于傳統(tǒng)復(fù)雜低效、副產(chǎn)物多的方式，可以高效獲得環(huán)丙烷這種具有良好活性的結(jié)構(gòu)單元的相關(guān)產(chǎn)物，結(jié)合工業(yè)應(yīng)用可創(chuàng)造更大價(jià)值；另外，結(jié)合這種酶的改造設(shè)計(jì)思路，在未來(lái)或許可以應(yīng)用于其他卡賓中間體的反應(yīng)中，給醫(yī)藥、化學(xué)等行業(yè)帶來(lái)新的希望。

圖10 Mb H64V-V68A催化的環(huán)丙烷化反應(yīng)的底物譜Fig.10 Substrate of asymmetric cyclopropane by Mb H64V-V68A

圖11 P411BM3-CIS催化環(huán)丙烷化生成1R，2S產(chǎn)物(a)，Mb H64V-V68A催化環(huán)丙烷化生成1S，2S產(chǎn)物(b)，BM3Hstar催化環(huán)丙烷化生成米那普侖中間體(c)Fig.11 Aymmetric cyclopropane by P411BM3-CIS(a)， Mb H64V-V68A(b) and by BM3-Hstar(c)

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(責(zé)任編輯 荀志金)

中國(guó)化工學(xué)會(huì)生物化工專業(yè)委員會(huì)青年學(xué)者工作委員會(huì)啟動(dòng)會(huì)在北京召開(kāi)

2017年1月7日，中國(guó)化工學(xué)會(huì)生物化工專業(yè)委員會(huì)青年學(xué)者工作委員會(huì)啟動(dòng)會(huì)在北京順利召開(kāi)，會(huì)議在中國(guó)化工學(xué)會(huì)生物化工專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)伍振毅及青年學(xué)者工作委員會(huì)主任黃和的領(lǐng)導(dǎo)下，由青年學(xué)者工作委員會(huì)秘書(shū)處、中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院和南京工業(yè)大學(xué)《生物加工過(guò)程》編輯部共同承辦。出席會(huì)議的有科技部中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心工業(yè)生物技術(shù)處處長(zhǎng)付衛(wèi)平，中國(guó)化工學(xué)會(huì)生物化工專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)伍振毅，青年學(xué)者工作委員會(huì)副主任委員北京理工大學(xué)李春、北京化工大學(xué)蘇海佳、中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院林海龍以及來(lái)自全國(guó)各地近30所高校和科研院所的40多位青年學(xué)者，會(huì)議由青年學(xué)者工作委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)金明杰主持。

會(huì)上，中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院院長(zhǎng)助理林海龍首先對(duì)生物化工專業(yè)委員會(huì)青年學(xué)者工作委員會(huì)的成立致以誠(chéng)摯的祝賀；伍振毅秘書(shū)長(zhǎng)介紹了青年學(xué)者工作委員會(huì)成立的初衷，對(duì)今后青委會(huì)的發(fā)展提出了誠(chéng)懇建議；付衛(wèi)平處長(zhǎng)為各位青年學(xué)者介紹了中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心的主要工作職責(zé)和近期工作感悟，對(duì)在座青年委員提出了殷切期望；李春副主任委員就委員會(huì)今后的工作內(nèi)容以及運(yùn)作辦法做了部署。

生物化工青年工作委員會(huì)秘書(shū)處還致力于打造青年學(xué)者交流平臺(tái)，值本次會(huì)議之機(jī)為在場(chǎng)委員奉獻(xiàn)了一場(chǎng)學(xué)術(shù)盛宴。《生物加工過(guò)程》期刊編輯部的荀志金編輯結(jié)合中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD)、《中文核心期刊要目總覽》和中國(guó)知網(wǎng)的研究為在座青年委員展示了當(dāng)前熱點(diǎn)學(xué)科方向，希望期刊能夠借助各位青年委員的學(xué)術(shù)力量共同傳播當(dāng)前熱點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)；江南大學(xué)劉立明教授、清華大學(xué)戈鈞教授和南京理工大學(xué)金明杰教授分別作了題為“微生物代謝途徑設(shè)計(jì)與優(yōu)化”“無(wú)機(jī)晶體固定化酶研究”和“木質(zhì)纖維素乙醇的生物煉制”的精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告，并和在座青年學(xué)者進(jìn)行了熱烈的互動(dòng)，碰撞出新的火花。

作為由中國(guó)生物化工領(lǐng)域青年工作者組成的學(xué)術(shù)性群眾團(tuán)體，青年學(xué)者工作委員會(huì)將在中國(guó)化工學(xué)會(huì)生物化工專業(yè)委員會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)和監(jiān)督下，搭建青年學(xué)者交流的平臺(tái)，培養(yǎng)青年人才，組建后備研究梯隊(duì)，進(jìn)一步發(fā)揮青年學(xué)者在生物化工領(lǐng)域理論創(chuàng)新、學(xué)術(shù)研究、技術(shù)轉(zhuǎn)化和國(guó)際交流等方面的重要作用?！渡锛庸み^(guò)程》期刊將進(jìn)一步加強(qiáng)與青年學(xué)者工作委員會(huì)的合作，發(fā)揮期刊學(xué)術(shù)傳播的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化期刊的服務(wù)功能，通過(guò)主辦、承辦或協(xié)辦各類學(xué)術(shù)會(huì)議，匯聚相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者，爭(zhēng)取形成一個(gè)開(kāi)放的、有影響力的學(xué)術(shù)共同體。

(本刊編輯部)

Research progress of cytochrome P450 in asymmetric cyclopropane

WEI Erman，MA Hongmin，QU Xudong，DENG Zixin

(School of Pharmaceutical Sciences，Wuhan University，Wuhan 430071，China)

In the past few decades，chiral metal catalysts for asymmetric cyclopropane have been a hot topic in the field of organic chemistry and gained remarkable achievements． Due to the advantage of environmental sustainability and higher energy efficiency，the exploration of biosynthetic methods becomes a new trend．To remedy the limitations of natural enzyme catalysis，it is so important to joint between the enzyme reaction in vivo with industry synthetic reaction．Compared with the traditional chemical method，the cytochrome P450 asymmetric catalytic synthesis cyclopropane exhibits significant superiority． This review summarized the main achievement of the cytochrome P450 in asymmetric cyclopropane reaction research．

cytochrome P450; asymmetric cyclopropane; biocatalysis; bio-manufacturing

10.3969/j.issn.1672-3678.2017.01.005

2015-04-15

國(guó)家自然科學(xué)基金(31400052)

魏爾曼(1990—)，女，湖北武漢人，研究方向：生物催化；瞿旭東(聯(lián)系人)，教授E-mail：quxd@whu．edu．cn

O643.32

A

1672-3678(2017)01-0028-09