今年国内首位CNS“大满贯”学者北京大学雷晓光带领团队再发Nature Chemis

近日，北京大学的雷晓光带领团队发表了题为“Enzymatic oxidative esterification with an unconventional regioselective control（具有非常规区域选择性调控的酶促氧化酯化反应）”的最新研究成果。酯类在自然界和工业领域都有着极为广泛的应用，这使得酯键的精准定向构建在药物、农用化学品、聚合物及各类功能材料的合成中至关重要。然而，在反应活性更高的伯羟基位点共存的前提下，实现空间位阻较大的仲醇的区域选择性酯化，至今仍是该领域极具挑战性的难题。

该研究通过蛋白工程改造，将醛脱氢酶定向转化为具有差异化选择性的氧化酯合成酶（OxiEs）。借助结构导向的蛋白质工程手段，研究获得了两类互补的催化剂体系：依赖咪唑的OxiEs1优先催化伯醇发生酯化，而不依赖咪唑的OxiEs2则对仲醇表现出完全排他的选择性。

机理研究表明，咪唑在此体系中充当了分子开关的角色，通过变构效应精准调控酶活性中心的空间构型，最终实现对反应区域选择性的定向控制。该催化体系底物适用范围广泛，可对多种仲醇直接进行高选择性酰化。此外，研究还验证了该体系在对映选择性调控方面的应用潜力，可实现氧化还原中性的合成过程，并成功完成了克级规模高价值酯类产物的制备。

总之，该研究是雷晓光团队前期关于工程化醛脱氢酶用于酰胺键的合成，从而实现了多种酰胺类药物分子的高效生物制造这项重要研究成果（今年年初发表于Science上，参见：两天内连发Nature和Science，近年实现“CNS”大满贯的北大雷晓光团队接连做出重要成果）的后继工作。该研究建立了酯化反应区域选择性调控的全新策略，将经典的氢转移酶改造为可精准调控的平台工具，在温和、绿色可持续的条件下高效完成酯键构建，为该团队在生物催化与生物制造领域的又一个突破。

今年可谓是北京大学雷晓光团队“高质高产”的一年。今年5月，雷晓光成为了国内今年首位实现CNS“大满贯”的学者（详见：2026年国内首位CNS三大顶刊“大满贯”学者诞生，还是一名化学家，应该也是全网首篇做此统计的文章）。而截至目前，雷晓光团队已参与发表了4篇CNS正刊，包括2篇Cell、1篇Science和1篇Nature（2篇为最后通讯作者）。