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化学：デザイナー酵素におけるホウ素触媒反応
Nature 629, 8013 doi: 10.1038/s41586-024-07391-3
酵素が化学品製造の無害性と効率の向上に果たす役割はますます重要になっているが、酵素の反応機構の範囲が相対的に狭いため、応用の多様性が化学触媒に大きく後れを取っている。非天然型官能基を含む酵素の創成は、自然界の標準以外の反応機構を促し、完全にプログラム可能な生体触媒反応への道を開く。今回我々は、天然の生体触媒や改変型生体触媒では実現できない有機触媒的反応性を有する、完全に遺伝的にコードされたボロン酸を含むデザイナー酵素を提示する。このホウ素酵素は、オキシム形成によるヒドロキシケトンの速度論的分割を触媒し、タンパク質骨格との重要な相互作用が触媒反応に役立っている。指向性進化戦略によって、いくつかの異なる基質について天然酵素様のエナンチオ選択性を示す変異体が得られた。今回のホウ素酵素の独特な活性化モードは、X線結晶構造解析法、高分解能質量分析法（HRMS）、11B NMR分光法を用いて確認された。今回の研究は、遺伝コードの拡張を用いることで、ボロン酸などの生体異物触媒部分に依存して天然酵素や改変型酵素の触媒的無差別性からでは得られない反応機構を実現する、進化可能なエナンチオ選択的酵素を創成できることを実証している。
