近日，我校高等研究院/药学院药物化学产业化研究所杨鑫杰博士作为第一作者，在国际顶级化学期刊《Nature Catalysis》（影响因子为42.9）上在线发表了题为“Enantioselective energy transfer catalysis compartmentalized by triplet photoenzymes”的研究论文。该工作提出了“三重态光酶区室化能量转移催化”新策略，有效解决了不对称能量转移催化中的外消旋背景反应这一关键科学问题。
不对称催化是合成手性分子的核心技术。在传统热催化中，手性催化剂通过降低反应活化能垒，选择性活化与之结合的底物，从而实现手性诱导。然而，在光驱动的不对称能量转移（EnT）催化中，一个根本性挑战在于：在非选择性的光照条件下，游离于催化剂之外的底物同样会被激发，进而发生非手性的背景反应，导致产物对映选择性下降。
受到自然界利用区室化机制在空间上隔离互不兼容的生化反应的启发，研究团队成功开发了一种生物催化“区室化”策略。该工作通过将遗传编码的人工三重态光酶与外部定制的三重态淬灭剂相结合，成功解决了不对称光催化中因底物直接激发而导致的外消旋背景反应难题。该工作不仅拓展了人工光酶的工具箱，更展示了一种通过物理空间分区来精准控制光化学反应路径的创新范式。随着合成生物学与蛋白质工程技术的不断发展，这种将生物区室化优势与合成化学理性设计相结合的策略，有望在复杂手性分子的绿色合成、生物相容性光化学以及细胞内的精准合成生物学等领域发挥重要作用。
该研究工作由华中科技大学、台州学院及西北大学等单位合作完成。华中科技大学钟芳锐教授、吴钰周教授以及西北大学陈希教授为论文共同通讯作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41929-025-01433-3
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