他，2010年9月本科毕业于中国科学时间大学，师从傅尧素质、石景副素质；2016年4月博士毕业于普林斯顿大学，师从John T. Groves院士。在博士时辰，就开拓出了锰催化仿生C–H功能化门径，相关后果以“Oxidative Aliphatic C-H Fluorination with Fluoride Ion Catalyzed by a Manganese Porphyrin”为题，发表在Science上。（Science, 2012, 337(6100):1322-1325.，第二作家）。
2016-2019年，博后时辰前去诺奖得主Frances H. Arnold课题组，哄骗定向进化来想象酶来催化生物学中已往不存在的反馈。2017年，他开拓出第一个用于碳-硼键变成的酶促系统，相关后果以“Genetically programmed chiral organoborane synthesis”为题，发表在 Nature上（Nature, 2017, 552(7683):132-136.，共销毁作）。
2018年，又一次惊艳宇宙，通过对细胞色素P450的酶系列作念了进一步的定向进化，使之梗概放肆、任意、无数地合成传统有机合成实践室难以合成的高张力有机碳环体系——双环丁烷和环丙烯。相关论文以“Enzymatic construction of highly strained carbocycles”为题，发表在 Science上。（ Science, 2018, 360(6384):71-75，第二作家）
2022年，他，约翰霍普金斯大学化学系助理素质Huang Xiongyi，以通信作家的身份在《 Science》上发表了重磅闭幕：建造了一个基于点击化学的高通量筛选平台，用于快速进化已识别酶的催化性能。最终优化的变体提供了一系列叠氮化产物，总盘活率高达10600次，对映体率先93%。鉴于有机合成中解放基中继反馈的广泛性和非血红素铁酶的种种性，作家设念念这一发现将刺激金属酶催化剂的畴昔发展，用于当然进化未探索的合成有用的滚动。
本年，Huang Xiongyi教讲课题组连发《Nature Catalysis》与《Nature Synthesis》。
生物催化的最新进展扩大了当然催化才调的范围，包括莫得生物等效物的合成滚动。然而，这些新引入的催化功能仅代表合成催化中使用的反馈的一小部分。
在这里，约翰霍普金斯大学化学系助理素质Huang Xiongyi 、卡耐基梅隆大学助理素质Guo Yisong 、西班牙野心化学与催化商讨所商讨员Marc Garcia-Borràs聚首论述了提议了一个生物催化平台，趋承了光氧化规复和金属酶催化，用于对映接收性解放基滚动。在绿光照耀下，曙红Y光催化剂使4-羟基苯基丙酮酸双加氧酶催化N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯的对映接收性脱羧叠氮化和硫氰化。通过定向进化赢得的最终优化变体不错提供多种手性有机叠氮化物和硫氰酸酯化合物，产率高达77%，总调遣数为385，对映体过量为94%。机理商讨标明，曙红Y催化剂介导C(sp 3)解放基和Fe(III)−N3/Fe(III)−NCS中间体的生成，从而在酶中灵验变成对映接收性C−N3和C−SCN键活跃站点。这些发现建造了一个稳妥性强的生物催化平台，用于将非生物金属光氧化规复催化引入生物学。相关商讨后果以题为“Merging photoredox with metalloenzymatic catalysis for enantioselective decarboxylative C(sp3)‒N3 and C(sp3)‒SCN bond formation”发表在最新一期《 Nature Catalysis》上。
【脱羧功能化光生物催化平台的想象】
作家源流描摹了现存的用于透彻革新的金属光氧化规复计策，包括用于解放基生成和键变成的合成光催化剂（图1a）。用于非生物解放基滚动（举例解放基中继和环化反馈）的工程自然金属酶的示例（图1b）。图1c隆起暴露自然金属酶使用的反馈中间体，ag百家乐规律举例高价金属氧物种和SAM依赖性解放基。作家将光氧化规复与金属酶催化相趋承，建造梗概进行光酶解放基滚动的搀和催化轮回（图1d）。在优选的机理中，曙红Y光氧化规复催化剂将Fe(II)氧化为Fe(III)，生成Fe(III)-N3或Fe(III)-SCN中间体，从而收尾解放基拿获和功能化（图1e）。
图 1. 用于脱羧功能化的光生物催化平台的想象
【驱动活性发现和定向进化】
作家筛选了20种非血红素铁酶与底物1-NHPI的相容性，在光照耀下用各式光氧化规复催化剂测试了六种酶。SavHPPD（4-羟基苯基丙酮酸双加氧酶）和曙红Y的组合暴走漏最有但愿的驱动活性。其他非血红素铁酶，举例羟基扁桃酸合酶（HMS），效果较差。通过定向进化赢得的关节SavHPPD变体(P1-P4)。突变体P3和P4进展出更高的催化活性（300TTN）和对映接收性（分辩为90:10和94:6er）。在优化条目下，该组合收尾了140次总盘活率(TTN)，且具有适中的对映体比(70:30e.r.)。
图 2. 最初的活性发现和定向进化
【光生物催化脱羧叠氮化和硫氰化的底物范围】
作家通过颐养光照强度、酶和底物浓度、缓冲体系来优化反馈的产率、接收性和底物兼容性：（1）叠氮化反馈暴露，该酶灵验地将多种底物（包括苯基和苯并稠合碳环）滚动为手性叠氮化物。主要不雅察闭幕包括：具有吸电子基团（举例卤素）的底物进展精致。由于活性位点的放纵，空间位阻（举例异丙基或三氟甲基）镌汰了反馈性，来自1°、2°和3°碳中心的脂肪酸也会发生反馈，尽管TTN和er有所镌汰。（2）硫氰化反馈：用硫氰酸酯（SCN⁻）取代叠氮化物，产生脱羧硫氰化产物。硫氰化产物进展出中等的对映接收性（56:44–78:22er）。该反馈告捷地扩大到制备鸿沟，产生保留接收性的产物。
图 3. 光生物催化脱羧叠氮化和硫氰化的底物范围
【机理商讨】
他们通过电子顺磁共振(EPR)、Stern-Volmer猝灭和MD模拟提供了机理倡导。图4a展示外消旋底物(R)-和(S)-1-NHPI向(S)-叠氮化产物的对映滚动。EPR商讨暴露Fe(III)中间体的光依赖性积聚，颠倒是在1-NHPI存在的情况下（图4b）。Stern-Volmer猝灭实考据实了曙红Y和Fe(II)中心之间的电子革新是由酶接近促进的（图4c）。分子能源学(MD)模拟标明，曙红Y趋承在Fe(II)活性位点近邻，从而收尾存效的电子革新（图4d）。突变（举例，V189A和Q255A）扩大了活性位点，稳妥更大的底物（图4e）。MD模拟暴露基板解放基陈列用于si面叠氮化物革新，从而收尾高立体适度（图4f）。这些发现守旧催化轮回，其中曙红 Y 启动电子革新，将 Fe(II) 氧化为 Fe(III)，然后在活性位点变成解放基并拿获。
图 4. 机理商讨
【转头】
本文提议了一种稳妥性计策，通过将光氧化规复驱动的解放基生成与非血红素铁酶介导的对映接收性解放基拿获相趋承来开拓对映接收性酶促滚动。哄骗这种门径，非血红素铁酶 SavHPPD 被重新颐养用途，通过 NHPI 酯的光脱羧作用（在曙红 Y 光催化剂的促进下）催化脱羧叠氮化。通过将该平台应用于脱羧硫氰化反馈，进一步阐发了该平台的多功能性，通过用硫氰酸盐代替叠氮化物行为革新配体来收尾。机理商讨标明，该反馈通过光引发的曙红 Y 将 Fe(II) 中心初步氧化为 Fe(III)，然后进行第二次 SET，从规复的曙红 Y 氧化为 NHPI 酯，产生 C(sp 3) 解放基。光催化剂与卵白质名义的趋承促进了这也曾过，将其定位在铁中心的 20 Å 范围内，以收尾长距离电子革新。不错瞻望，这种光酶门径将通过将合成光氧化规复催化的多种解放基生成门径与金属酶的多功能性和稳妥性趋承起来，在生物催化中具有粗拙的应用。
开始：高分子科学前沿
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