轴手性联芳基化合物应用广泛，是许多天然产物、生物活性分子、手性配体和催化剂的核心骨架。近年来，化学催化不对称合成轴手性联芳基化合物取得了飞速的发展，但生物催化不对称合成该类化合物的方法还比较有限。近日，付海根课题组报道了一种新的基于动态动力学拆分（DKR）亚胺还原酶（IRED）催化的高效不对称合成轴手性联芳基化合物方法，为含有轴手性骨架化合物的合成提供了全新高效的绿色方法。

该酶催化动态动力学拆分方法的关键在于利用构型不稳定中间体N,O-缩醛桥联化合物4促进亚胺中间体消旋化，再串联高度立体选择性的亚胺还原酶来获得轴手性联芳基产物2（图A）。作者以消旋联芳基羟基醛6a和苄胺7a为模板底物，通过筛选一系列野生型亚胺还原酶（IRED），发现S-IRED-Ss能够以35%的产率和94:6的er值得到(S)-型轴手性联芳基氨基醇8（图B）。随后采用定向进化策略，获得了一个S-IRED-Ss-M11突变体，可高效、高立体选择性地催化模板反应得到化合物8（97%，97:3 er），且该反应可以用粗酶冻干粉放大到1.0 mmol规模（图C）。在S-IRED-Ss-M11突变体催化下，该反应具有较广的胺谱，多种芳基取代的苄胺均可很好地与底物6a发生反应，得到高产率和高立体选择性的轴手性产物。同时，S-IRED-Ss-M11可接受在醛芳环上各类取代的联芳基酚醛为底物，得到相应的轴手性联芳基氨基醇产物。最后，作者采用分子动力学（MD）模拟对S-IRED-Ss-M11进行研究，发现辅酶NADPH的C4原子到亚胺中间体(S)-33的C8原子之间的距离和结合均更利于氢负转移的发生。另外，对于M11突变体，潜在质子供体Y169上酚氧原子与底物(S)-33的氮原子之间的距离比相应的野生型酶更短，有利于最后质子化步骤（图D）。

总之，本研究采用酶催化动态动力学拆分策略，利用亚胺还原酶对底物的泛杂性和定向进化策略对蛋白进行改造，实现了轴手性联芳基化合物的不对称合成，拓展了酶催化的可及空间。相关成果在Angew. Chem. Int. Ed.上发表，中国医学科学院医药生物技术研究所研究生郝新月、田壮飞、姚周畅为本文的共同一作，黄玲博士和付海根研究员为共同通讯作者。本工作得到中国医学科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费（2023-RC350-03）、国家自然科学基金（82304294）和国家重点研发计划（2022YFA1505600）的支持。

付海根，现任中国医学科学院医药生物技术研究所研究员，助理教授。目前以第一或通讯作者在Nature, Nature Catalysis, JACS, Angew等高水平期刊上发表论文十余篇，入选2022年国家海外青年人才计划。课题组主要致力于发展新的生物催化方法学用于药物的研发和制备。

论文链接：doi.org/10.1002/anie.202410112