Science：定向进化改造黄素烯还原酶OYE1一步构建手性C-P键

含磷手性分子在医药、农药和功能材料中占据重要位置，但自然界能直接催化C-P键生成的酶极为稀少，催化不对称构建手性磷中心的通用方法也远不如其他手性中心那样成熟 ^[4]。化学合成一侧，磷中心自由基途径通常依赖强氧化剂或预活化底物，立体选择性经常不足；生物催化一侧，烯还原酶（以OYE家族为代表）长期用于不对称氢化，其在构建手性中心方面的潜力已被反复验证 ^[1]。近年来光酶催化把可见光驱动的"非天然"反应持续推向新领域，工程化吡哆醛酶已能借助光氧化还原协同实现氨基酸的sp3–sp3氧化偶联 ^[2,3]，然而将这一思路拓展到C-P键构建此前尚未实现。

新工作正是在这一方向上做出尝试，并把目光投向了储量丰富却"危险"的氧气——其单电子还原产生的活性氧自由基通常会损伤酶蛋白，如何把这种破坏性副反应转化为可利用的反应中间体，是合成手性有机磷的关键难题。团队首先在限氧条件下筛选野生型黄素烯还原酶，确认OYE1具备基础催化活性；接着借助软分子对接锁定活性位点第一层残基开展定点突变文库筛选，再引入机器学习把改造范围扩展到第二层残基，经多轮迭代获得多个优势突变体。柱状图对比各突变体在有氧条件下光照与避光两组的反应收率，折线记录对应的对映体过量值，整体上呈现定向进化对反应活性与立体选择性的协同提升，并标注出最优反应条件与产物检测手段。

与此前路线相比，这项工作的核心推进在于以氧气替代强氧化剂作为驱动磷中心自由基生成的氧化剂，同时让烯还原酶这一传统氢化酶骨架 ^[1] 在光酶体系内一步完成C-P键的立体选择性构建 ^[2]。在自由基化学层面，这与近期报道的工程化光酶氧化偶联反应 ^[3] 形成呼应：本工作把自由基生成的中心从碳前体切换到磷亲核前体，辅因子的氧化还原循环则依赖黄素自身的光化学行为，而无须外加光氧化还原催化剂。

不过，新工作目前主要展示定向进化流程与最优条件下的结果，底物适用范围、放大反应规模以及活性氧中间体对蛋白质长期稳定性的具体影响仍有待进一步披露。