酶定向进化实现有机硅化合物转化

陈烨荣 杨冰彬 何星磊 林雨琦 叶克印

引用本文: 陈烨荣, 杨冰彬, 何星磊, 林雨琦, 叶克印. 酶定向进化实现有机硅化合物转化[J]. 大学化学, 2025, 40(10): 121-129. doi: 10.12461/PKU.DXHX202411054 shu
Citation:  Yerong Chen,  Bingbin Yang,  Xinglei He,  Yuqi Lin,  Keyin Ye. Enzyme-Directed Evolution Enables Bioconversion of Organosilicon Compounds[J]. University Chemistry, 2025, 40(10): 121-129. doi: 10.12461/PKU.DXHX202411054 shu

酶定向进化实现有机硅化合物转化

  • 基金项目:

    教育部 2022 年度基础学科拔尖计划 2.0 研究课题(20222114)

    福州大学研究生院本博贯通培养教改项目(0480/00489075)

摘要: 有机硅化合物由于其特殊的物理化学性质,在诸如电子、材料及医药等多个领域得到了广泛应用。然而,由于生物系统在自然条件下通常难以合成与转化大多数有机硅化合物,传统上这些化合物的合成与转化主要依赖于化学方法。2018年诺贝尔化学奖得主Frances H. Arnold教授及其课题组通过酶定向进化,成功实现了对这些非天然合成物的生物催化转化。本文详细回顾了该课题组在有机硅化合物的合成与转化方面的研究进展,梳理其反应机制与相关应用,旨在增进对该领域的理解,并推动生物催化的进一步研究。

English

    1. [1]

      Franz, A. K.; Wilson, S. O. J. Med. Chem. 2013, 56 (2), 388.Franz, A. K.; Wilson, S. O. J. Med. Chem. 2013, 56 (2), 388.

    2. [2]

      Lukevics, E.; Germane, S.; Segal, I.; Zablotskaya, A. Chem. Heterocycl. Compd. 1997, 33 (2), 234.Lukevics, E.; Germane, S.; Segal, I.; Zablotskaya, A. Chem. Heterocycl. Compd. 1997, 33 (2), 234.

    3. [3]

      Sieburth, S. M.; Nittoli, T.; Mutahi, A. M.; Guo, L. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37 (6), 812.Sieburth, S. M.; Nittoli, T.; Mutahi, A. M.; Guo, L. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37 (6), 812.

    4. [4]

      Rücker, C.; Kümmerer, K. Chem. Rev. 2015, 115 (1), 466.Rücker, C.; Kümmerer, K. Chem. Rev. 2015, 115 (1), 466.

    5. [5]

      Lin, Y.; Yu, J.; Ye, K.-Y. Org. Chem. Front. 2024, 11 (24), 7243.Lin, Y.; Yu, J.; Ye, K.-Y. Org. Chem. Front. 2024, 11 (24), 7243.

    6. [6]

      Lin, Y.; Xue, W.; Li, H.; Su, B.; Lin, J.; Ye, K.-Y. Eur. J. Org. Chem. 2024, 27 (17), e202400003.Lin, Y.; Xue, W.; Li, H.; Su, B.; Lin, J.; Ye, K.-Y. Eur. J. Org. Chem. 2024, 27 (17), e202400003.

    7. [7]

      Fessenden, R. J.; Hartman, R. A. J. Med. Chem. 1970, 13 (1), 52.Fessenden, R. J.; Hartman, R. A. J. Med. Chem. 1970, 13 (1), 52.

    8. [8]

      Frampton, M. B.; Zelisko, P. M. Silicon 2009, 1 (3), 147.Frampton, M. B.; Zelisko, P. M. Silicon 2009, 1 (3), 147.

    9. [9]

      周颖, 朱理源, 邹鹏. 大学化学 2019, 34 (1), 1.

    10. [10]

      Renata, H.; Wang, Z. J.; Arnold, F. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54 (11), 3351.Renata, H.; Wang, Z. J.; Arnold, F. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54 (11), 3351.

    11. [11]

      Das, A.; Long, Y.; Maar, R. R.; Roberts, J. M.; Arnold, F. H. ACS Catal. 2024, 14 (1), 148.Das, A.; Long, Y.; Maar, R. R.; Roberts, J. M.; Arnold, F. H. ACS Catal. 2024, 14 (1), 148.

    12. [12]

      Hyster, T. K.; Ward, T. R. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55 (26), 7344.Hyster, T. K.; Ward, T. R. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55 (26), 7344.

    13. [13]

      McIntosh, J. A.; Farwell, C. C.; Arnold, F. H. Curr. Opin. Chem. Biol. 2014, 19, 126.McIntosh, J. A.; Farwell, C. C.; Arnold, F. H. Curr. Opin. Chem. Biol. 2014, 19, 126.

    14. [14]

      Wang, Z. J.; Peck, N. E.; Renata, H.; Arnold, F. H. Chem. Sci. 2014, 5 (2), 598.Wang, Z. J.; Peck, N. E.; Renata, H.; Arnold, F. H. Chem. Sci. 2014, 5 (2), 598.

    15. [15]

      Tyagi, V.; Bonn, R. B.; Fasan, R. Chem. Sci. 2015, 6 (4), 2488.Tyagi, V.; Bonn, R. B.; Fasan, R. Chem. Sci. 2015, 6 (4), 2488.

    16. [16]

      Kan, S. B. J.; Lewis, R. D.; Chen, K.; Arnold, F. H. Science 2016, 354 (6315), 1048.Kan, S. B. J.; Lewis, R. D.; Chen, K.; Arnold, F. H. Science 2016, 354 (6315), 1048.

    17. [17]

      Garcia-Borràs, M.; Kan, S. B. J.; Lewis, R. D.; Tang, A.; Jimenez-Osés, G.; Arnold, F. H.; Houk, K. N. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 (18), 7114.Garcia-Borràs, M.; Kan, S. B. J.; Lewis, R. D.; Tang, A.; Jimenez-Osés, G.; Arnold, F. H.; Houk, K. N. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 (18), 7114.

    18. [18]

      Bähr, S.; Brinkmann-Chen, S.; Garcia-Borràs, M.; Roberts, J. M.; Katsoulis, D. E.; Houk, K. N.; Arnold, F. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (36), 15507.Bähr, S.; Brinkmann-Chen, S.; Garcia-Borràs, M.; Roberts, J. M.; Katsoulis, D. E.; Houk, K. N.; Arnold, F. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (36), 15507.

    19. [19]

      Guo, P.; Cheng, L.-C.; He, X.-L.; Ye, K.-Y. Org. Chem. Front. 2022, 9 (21), 5802.Guo, P.; Cheng, L.-C.; He, X.-L.; Ye, K.-Y. Org. Chem. Front. 2022, 9 (21), 5802.

    20. [20]

      Yang, B.-B.; Guo, P.; He, X.-L.; Ye, K.-Y. Org. Chem. Front. 2024, 11 (15), 4125.Yang, B.-B.; Guo, P.; He, X.-L.; Ye, K.-Y. Org. Chem. Front. 2024, 11 (15), 4125.

    21. [21]

      Xu, X.; van Hengst, J. M. A.; Mao, Y.; Martinez, M.; Roda, S.; Floor, M.; Guallar, V.; Paul, C. E.; Alcalde, M.; Hollmann, F. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62 (24), e202302844.Xu, X.; van Hengst, J. M. A.; Mao, Y.; Martinez, M.; Roda, S.; Floor, M.; Guallar, V.; Paul, C. E.; Alcalde, M.; Hollmann, F. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62 (24), e202302844.

    22. [22]

      Sarai, N. S.; Fulton, T. J.; O’Meara, R. L.; Johnston, K. E.; Brinkmann-Chen, S.; Maar, R. R.; Tecklenburg, R. E.; Roberts, J. M.; Reddel, J. C. T.; Katsoulis, D. E.; et al. Science 2024, 383 (6681), 438.Sarai, N. S.; Fulton, T. J.; O’Meara, R. L.; Johnston, K. E.; Brinkmann-Chen, S.; Maar, R. R.; Tecklenburg, R. E.; Roberts, J. M.; Reddel, J. C. T.; Katsoulis, D. E.; et al. Science 2024, 383 (6681), 438.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  6
  • HTML全文浏览量:  1
文章相关
  • 发布日期:  2025-04-22
  • 收稿日期:  2024-11-19
  • 修回日期:  2025-02-11
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章