手性環丁烷酮作為(wei) 小分子藥物骨架，具有限製藥物構象、增加藥物剛性、改善藥物代謝、增強藥物的藥理活性的作用。手性環丁烷酮的合成一般采用不對稱加成法，而合成過程中所使用的金屬催化劑很難控製產(chan) 物的對映選擇性，並且得到的環丁烷酮容易發生開環或產(chan) 生副產(chan) 物。本文的作者Janine Cossy及其團隊以烯還原酶（Ene-Reductase，ERED）代替金屬催化劑催化環丁烯酮，獲得了具有光學活性的反式環丁烷酮。

（圖1. 環丁烯酮的不對稱還原）

本文先對酶庫中的132個(ge) 酶進行初篩，得到的烯還原酶E4454可以轉化底物1a，但轉化率較低，具體(ti) 篩選條件如圖2所示。

本文對酶篩選反應所用的條件進行優(you) 化，主要是優(you) 化了兩(liang) 個(ge) 方向，一是優(you) 化了輔因子循環係統，用甲酸脫氫酶（FDH）/甲酸鈉代替了葡萄糖脫氫酶GDH）/葡萄糖，使得反應體(ti) 係不需要調節pH；二是添加了乙二胺四乙酸（EDTA），用於(yu) 抑製副產(chan) 物醇的產(chan) 生。最佳反應條件如圖3所示，轉化率92%，ee值為(wei) 85%。

（圖3. 工藝優(you) 化後的反應式及條件）

③烯還原酶E4454還原環丁烯酮的機理推測

從(cong) 反應後生成的產(chan) 物為(wei) （2S，3R）反式環丁酮對映異構體(ti) ，可以推測反應機理是底物以“翻轉”的形式結合活性位點，從(cong) 還原的黃素單核苷酸（FMNH2）中奪取氫，同時酪氨酸殘基對形成烯醇化物進行質子化，從(cong) 而獲得反式環丁酮對映異構體(ti) （見圖4）。

④烯還原酶E4454的應用

本文列舉(ju) 了10個(ge) 烯還原酶E4454的應用案例，反應結果如圖5所示，通過10個(ge) 案例發現烯還原酶E4454的催化效果受C-2位和C-3位取代基的空間位阻的影響較大，具體(ti) 表現如下：

（a）環丁烯酮C3位的芳基上不論是供電子基團還是吸電子基團，環丁烯酮都能被還原為(wei) 反式環丁酮；

（圖5. 烯還原酶E4454的應用案例）