高纯度旋光性的苯乙烯氧化物是合成手性有机化合物和功能性聚合物的非常有用的模块。苯乙烯的不对称环氧化反应是制备此类化合物最直接的方法之一，近年来受到了广泛的关注。然而，尽管在基于合成分子催化剂或生物催化剂的不对称环氧化的发展方面取得了重要进展，但是对于末端环氧化的高度对映选择性的理解仍然有限。

与天然苯乙烯单加氧酶（ee>99%）对苯乙烯进行的（S）-对映选择性环氧化不同，（R）-对映选择性环氧化还没有使用天然或工程化的氧化酶达到相当的效率。近期，中科院青岛能源与过程研究所丛志奇组报道了一种独特的非天然P450BM3过氧化物酶的定点突变体与双功能小分子（DFSM）协同作用催化非功能化苯乙烯及其衍生物的H₂O₂依赖的（R）-对映选择性环氧化反应。

图片来源：Chem. Sci.

最佳对映选择性突变体F87A/T268I/L181Q对苯乙烯环氧化反应的（R）-对映体过量（ee）高达99%，转化数TON为918，而活性最好的突变体F87A/T268I/V78A/A184L（ee为98%）对苯乙烯环氧化反应的催化TON为4350，这是目前为止P450过氧化物酶对苯乙烯环氧化反应的最高活性。

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按照这种方法，对苯乙烯衍生物进行环氧化，如o-、m-、p-氯代苯乙烯和氟代苯乙烯，也可以达到较好的转化数（362–3480）和高（R）对映选择性（95–99% ee）。

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在0℃下进行（R）-氧化苯乙烯的规模化半制备合成具有高转化率，保持高对映选择性和中等分离产率，进一步表明了P450酶体系在苯乙烯环氧化反应中的潜在应用。

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综上，这项研究表明，蛋白质工程和外源DFSM的协同使用构成了控制苯乙烯环氧化反应对映选择性的有效策略，从而大大扩展了P450酶作为有用的生物氧化催化剂的化学范围。

参考文献：Enabling highly (R)-enantioselective epoxidation of styrene byengineering unique non-natural P450 peroxygenases

Chem. Sci. DOI: 10.1039/d1sc00317h

原文作者：Panxia Zhao,‡ Jie Chen,‡ Nana Ma, Jingfei Chen, Xiangquan Qin,Chuanfei Liu, Fuquan Yao, Lishan Yao, Longyi Jin and Zhiqi Cong *