活化叔碳C-H键构筑全部官能团取代的立体碳原子中心面临的巨大挑战是：缺乏导向官能团。目前性能最优的催化剂都难以向消旋的叔碳sp³原子位点引入手性结构。对于生物催化领域，如何直接向这种叔碳中心原子进行不对称官能团化修饰是个非常有价值的目标。

有鉴于此，加州理工学院Frances H. Arnold发展了工程化的氮烯转移酶（nitrene transferase）P411-TEA-5274，这种氮烯转移酶是从细胞色素P450工程化得到，P411-TEA-5274能够对叔碳C-H键氨基化，生成手性α-叔碳一级胺，催化剂表现优异的催化活性（高达2300的 TON），优异 的立体选择性（>99 % e.e.）。

主要内容

（1）

通过构筑的修饰甲基和乙基的完全取代的立体碳原子，说明酶催化剂所具有的显著立体选择性。该反应方法具有广泛的底物兼容，这说明生物催化剂对大量的官能团和叔碳C-H键兼容。

（2）

通过反应机理研究，说明催化活性位点的基团如何区分不同的对映体，以及酶如何在催化反应中表现优异的立体选择性。

参考文献

Mao, R., Gao, S., Qin, ZY. et al. Biocatalytic, enantioenriched primary amination of tertiary C–H bonds. Nat Catal (2024).

DOI: 10.1038/s41929-024-01149-w

https://www.nature.com/articles/s41929-024-01149-w