研究人員在人工P450過加氧酶催化的烷基苯羥化反應中發現，外源雙功能小分子對反應產物的化學、區域和立體選擇性均有一定影響，由此萌生了利用外源分子調控和干預工程化酶催化行為的思路，進而開發出外源分子協同P450酶共進化的蛋白質工程新策略，獲得了分別適配不同雙功能小分子的多個不同版本的P450BM3突變酶，通過這些雙功能小分子與突變酶的特定組合，分別實現了對烷基苯全部潛在羥化產物中半數以上的高度區域和立體選擇性羥化，化學選擇性和區域選擇性最高均可達>99%，對映選擇性最高可達>99% ee，最高催化轉化數（total turnover numbers）可達81000，催化性能遠優于目前任何已報道的天然或工程P450酶。此外，研究人員還通過共結晶結構解析、大分子動力學模擬以及量化計算深入研究了產生高度選擇性的分子基礎和酶化學機制，揭示了羥化過程中不同外源分子與突變酶組合對不同反應位點碳-氫鍵的偏好性和產物特異性的協同控制效應。上述工作為實現在任意位點對給定底物進行羥化編輯修飾提供了新的思路和策略，顯示了外源分子協同酶催化策略在拓展生物酶催化在合成化學中的應用邊際方面的巨大潛力。

　　相關工作近日已在線發表于國際權威期刊Angew. Chem. Int. Ed.《德國應用化學》。青島能源所陳杰博士、東升博士，廈門大學房文涵為論文共同第一作者，青島能源所叢志奇研究員、馮銀剛研究員和廈門大學王斌舉教授為共同通訊作者。本研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、青島市創新領軍人才計劃、山東省博士后創新人才支持計劃、山東省博士后創新項目、青島能源所和山東能源研究院基金等的大力支持。