李心怡，刘永军

（山东大学化学与化工学院,济南250100）

醛缩酶可以催化羟醛缩合反应，即亲核供体（可烯醇化的羰基，底物1）与亲电受体（通常是醛类，底物2）发生缩合形成C—C键［1］.C—C键立体选择性的生成与断裂属于最基本的有机化学反应，因此醛缩酶在不对称合成中起十分重要的作用［2］.目前，在自然界已发现了2类醛缩酶，其中Ⅰ类醛缩酶不需要辅因子［3，4］，活性位点有一个保守的赖氨酸残基，ε-氨基可与供体底物的羰基反应并形成Schiff碱中间体［5］，进一步转化成亲核性的烯胺形式；该烯胺再选择性地进攻醛受体的羰基，最后经过水解反应生成缩合产物.Ⅱ类醛缩酶需要二价金属离子（如Zn2+及Mg2+等）或辅酶作为辅因子，在反应中组氨酸首先抽取供体底物上的质子使底物形成烯醇负离子，然后对醛供体发起亲核进攻.绝大多数醛缩酶催化的羟醛缩合反应的立体选择性只受酶的控制，而不依赖于底物的立体构型［2］.

迄今，一些有机胺和催化抗体等Ⅰ类醛缩酶的仿生催化剂已被合成出来［6，7］，但其催化效率相对于天然酶还存在较大差距.近年来，随着计算模拟技术的发展，蛋白质分子设计技术已成为获得比天然蛋白质性能更优越的新型蛋白质的有力手段［8］.Baker等［9，10］开发了一种用于蛋白质结构预测的Rosetta算法平台，并相继设计了很多具有重要生物功能的新酶，它们可以催化多种类型的化学反应，包括羟醛缩合反应［11～15］、Kemp消除反应（Kemp elimination reaction）［16］及狄尔斯-阿尔德反应等［17］.2012年，Althoff等［12］设计了一种逆……