編輯丨王多魚

排版丨水成文

電化學在合成化學領域正經歷復興，并展現出極具吸引力的優勢。通過合成化學策略重新利用天然酶在探索新的化學空間方面具有巨大潛力。包括定向進化、人工酶和光酶催化在內的精妙策略已展現出其在學術界和工業界拓展酶應用的能力。

然而，電化學與酶的結合主要局限于復制先前已確立的酶的功能。利用電能實現酶的新反應性所面臨的關鍵挑戰包括兼容性問題以及異相電子轉移的困難。如何利用電化學驅動酶催化，去解鎖非天然的新催化模式，仍有待突破。

2025 年 5 月 28 日，南京大學化學化工學院黃小強團隊 （ 2022級博士研究生趙貝貝和許園園為共同第一作者 ） 在國際頂尖學術期刊Nature上發表了題為：Electricity-driven enzymatic dynamic kinetic oxidation 的研究論文。

該研究通過融合電催化和酶催化，成功解鎖了 ThDP 依賴酶的新催化功能，實現醛到手性羧酸的動態動力學氧化新轉化。該成果開辟了“電驅動酶催化”不對稱合成的新范式，為苯丙酸類藥物的不對稱生物合成提供了新途徑。

在這項最新研究中，研究團隊報道了通過二茂鐵介導的電催化重塑焦磷酸硫胺素（ThDP）依賴性酶，從而解鎖了α-支鏈醛的非天然動態動力學氧化。

這種穩健的電酶法能實現布洛芬、萘普生等十種(

S

機制研究進一步揭示了該電酶在精確底物識別、加速消旋以及促進動力學匹配的電子轉移事件中具有多種功能。

新型電酶不對稱催化體系的開發

據悉，這是黃小強團隊近兩年來的第三篇Nature論文。

2023 年 12 月 18 日，黃小強團隊在Nature期刊發表了題為：A light-driven enzymatic enantioselective radical acylation 的研究論文。

該研究開發了焦磷酸硫胺素（ThDP）依賴酶和光催化協同的雙催化新體系，該體系是自然界中全新的、現有化學方法難以實現的全新分子生化體系，不僅極大地擴展了酶的催化功能、為綠色生物制造提供了豐富元件，還為化學領域的手性精準控制難題提供了新策略，有望引領光生物制造新方向。

2024 年 11 月 22 日，黃小強團隊在Nature期刊發表了題為：Synergistic photobiocatalysis for enantioselective triple radical sorting 的研究論文。

該研究改造了焦磷酸硫胺素（ThDP）依賴酶，通過協同可見光催化的方式，構筑了一種三組分光生物催化體系。該研究交叉融合了生物和化學，一方面突破了天然酶通常只能催化1-2個底物的局限、賦能綠色生物制造，另一方面也為化學領域的手性精準控制難題提供了新策略。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09178-6

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06822-x

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08399-5