报告摘要

酶是自然界漫长演化形成的高效生物催化剂，虽然生物酶数量和种类繁多、功能多样，但往往仅适用于专一的底物和天然的生命化学反应，难以满足社会生产对多样性功能化学品的合成需求。近年来，随着合成生物学理论与技术的发展，通过在蛋白中人为设计和引入非天然活性中心构建人工酶，能够极大地拓展酶的催化反应性，从而实现更多样化非天然有机化学品的生物催化合成。我们结合有机合成、基因工程、蛋白质工程、酶理论计算和结构生物学等交叉学科的前沿理论和技术，将有机化学发展的非天然催化机制与蛋白质的天然骨架相结合，通过定向进化优化其反应活性，发展出一系列具有独特催化活性的人工酶。例如， 我们将二苯甲酮类三重态光敏剂定点插入到选定蛋白的手性空腔中，构建了含非天然光催化活性中心的人工“三重态光酶”。该光酶具有能量转移催化的非天然功能和作用机制，能催化底物从分子基态跃迁到激发态发生光反应，从而高效催化吲哚衍生物的分子内[2+2]光环加成反应，构建高度张力环丁烷稠合的多环吲哚啉分子，并获得大于99%的单一手性异构体。三重态光酶突破了天然酶热催化机制的局限，拓展了生物催化的反应类型，为重要手性化学品的绿色生物合成提供了光生物催化的全新策略。

报告人简介

华中科技大学化学与化工学院教授、博导，国家级青年人才。现任化学与化工学院经理助理，无机与化员工物学研究所所长，生物无机化学与药物湖北省重点实验室主任，生物医用与防护材料湖北省工程研究中心副主任。本科毕业于浙江大学，于新加坡国立大学和德国乌尔姆大学分别获得硕士和博士学位。2013-2016年先后在德国乌尔姆大学和德国马普高分子所担任课题组长。2016年起担任华中科技大学教授。主要从事新酶设计及合成生物新材料的研究，在Nature，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等期刊已发表科研论文100余篇，授权中国发明专利10余项，受邀合编学术专著4章，在国内国际学术会议中做邀请报告20余次。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划“合成生物学”重点专项项目、湖北省重点研发计划项目等。担任湖北省合成生物学学会理事、中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会青年委员、德国马普学会海外伙伴小组（Partner Group）负责人，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等国际期刊的审稿人。研究成果入选2023年度华中科技大学重大学术进展、湖北省优秀科技论文奖，本人入选湖北省百名优秀女性科技创新人才。