醇腈酶 (Hydroxynitrile Lyase, HNL) 能够可逆地催化氰化氢(HCN)和醛酮类化合物反应生成手性氰醇化合物。

根据酶蛋白是否依赖辅酶黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin adenine dinucleotide, FAD)，醇腈酶可分为依赖FAD的氧化还原酶类和不依赖FAD的α/β水解酶类^[1]；根据酶催化获得的产物构型，醇腈酶还可以分为R型-选择性醇腈酶和S型-选择性醇腈酶。

第一个被确认晶体结构的醇腈酶来自于Hevea Brasiliensis (HbHNL)，该酶属于α/β水解酶类^[2]。该酶的活性中心位于蛋白质结构中央，能够通过侧翼非极性氨基酸残基组成的狭窄通道与酶分子表面相通^[3]。它的催化三联体为Ser80-His235-Asp207。

手性氰醇可用于合成一系列拟肾上腺素类、拟麻黄碱类以及杀虫剂类等化合物，详见图1。

图1. 手性氰醇合成的药物

醇腈酶（HbHNL）的催化过程是可逆的，在催化手性氰醇化合物生成氰化氢(HCN)和醛酮类化合物的过程中，它的催化三联体Ser80-His235-Asp207会起到广义酸碱的作用，经历一个双质子转移的过程：①Ser80被His235去质子化后，立刻从底物上夺得一个质子；②底物C-C键断裂并生成酮和氰酸根阴离子(CN^-)；③CN^-离子从His235处获得质子，并形成HCN。该机理还认为，在催化过程中，Lys236有助于稳定新生成的CN^-离子。

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参考文献

[1] Beate P, Zhi BL,Ricahrd G, et al.Adv Synth Catal, 2008, 350(13):1943-1948.

[2] Gartler G, Kratky C and Gruber K. J. Biotechnol, 2007, 129:87-97.

[3]方方,氧腈酶催化合成手性药物中间体的研究. [D].山东: 山东大学, 2008.

[4]郭帅,交联醇腈酶不对称催化合成氰醇的研究. [D].青岛: 青岛科技大学, 2010.

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