手性N-取代氨基酰胺和氨基酯是农药与医药领域（如抗癫痫药物布瓦西坦）的重要结构单元。然而，这类化合物的不对称合成仍面临挑战，尤其是具有多个手性中心的N-取代氨基酰胺/氨基酯。传统化学合成方法常需要苛刻的反应条件或贵金属催化剂，且难以控制α-取代醛与氨基酰胺/氨基酯还原胺化反应中的手性。因此，开发高效、绿色的合成多手性N-取代氨基酰胺和氨基酯的方法具有重要意义。

中国科学院天津工业生物技术研究所朱敦明研究员、吴洽庆研究员带领的生物催化与绿色化工团队在亚胺还原酶的发现、设计改造及应用方面进行了多年系统的研究，相关成果发表在Nat. Chem.（2021）、Angew. Chem.（2021、2022）、ACS Catal.（2020）、Green Chem.（2023）、Org. Lett.（2022、2023、2024、2025）等国际学术期刊上。近期该团队以3-甲酰基己酸乙酯与(S)-2-氨基丁酰胺为模式底物，通过对亚胺还原酶酶库的筛选及工程改造，获得高活性、高立体选择性的突变酶IR104-D191E/L195I/E253S/M258A，其催化效率较野生型提高102倍。利用该突变体成功实现布瓦西坦的克级规模制备，并合成了其他17种具有双手性中心的N-取代氨基酰胺/氨基酯，非对映选择性最高达99:1，产率达96%，这些产物可进一步转化为γ-和δ-内酰胺。晶体结构分析和分子动力学模拟表明，突变体活性提升源于酶与辅酶NADPH及底物相互作用的优化。本研究为双手性中心N-取代氨基酰胺/氨基酯及其内酰胺的不对称合成提供了绿色、高效的生物合成方法，扩展了亚胺还原酶在动态动力学拆分还原胺化中的应用。

该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、天津合成生物技术创新能力提升行动和中国博士后科学基金的支持。相关研究成果发表在Chinese Journal of Catalysis期刊上，天津工业生物技术研究所徐泽菲为该论文第一作者，朱敦明研究员、吴洽庆研究员和姚培圆研究员为该论文的通讯作者。

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亚胺还原酶催化动态动力学拆分还原胺化合成双手性中心N-取代氨基酰胺和氨基酯