生物催化尤其是酶促不對稱還原胺化合成手性胺，為許多高值化合物的高效綠色合成提供了有效途徑。然而，新酶發(fā)現(xiàn)仍是酶促不對稱合成過程中具有挑戰(zhàn)和限速的步驟。尋找更快、更簡捷的新酶篩選方法，引起了越來越多的關(guān)注。

中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員朱敦明、吳洽慶帶領(lǐng)的生物催化與綠色化工團(tuán)隊(duì)，與英國曼徹斯特大學(xué)教授Nicholas J. Turner、英國Prozomix公司合作，開發(fā)出基于宏基因組的亞胺還原酶篩選與表征的工具箱。該研究基于宏基因組文庫和基因組數(shù)據(jù)庫的生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)了300多個(gè)未知序列的新亞胺還原酶；開發(fā)了基于亞胺還原酶氧化方向的高通量顯色方法；構(gòu)建了含384個(gè)亞胺還原酶的微孔板，并快速鑒定了其熱穩(wěn)定性及其對不同結(jié)構(gòu)類型酮與胺的催化能力；利用動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分過程，實(shí)現(xiàn)了N-取代β-氨基酸酯高產(chǎn)率、高立體選擇性及高非對映選擇性的不對稱合成。該研究為進(jìn)一步拓展亞胺還原酶的合成應(yīng)用提供新的策略和方法，也為高效構(gòu)建其他酶工具箱提供新思路。

研究工作得到英國工業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新中心、英國生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(huì)、中國國家留學(xué)基金委、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、歐洲研究理事會(huì)、歐盟第七框架計(jì)劃的支持。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Chemistry上，曼徹斯特大學(xué)博士生James R. Marshall、天津工生所副研究員姚培圓共同為論文的第一作者，曼徹斯特大學(xué)教授Nicholas J. Turner為論文通訊作者。

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基于宏基因組的亞胺還原酶工具箱的開發(fā)