由于羰基官能团作为合成中间体的便利性，醇氧化羰基化是一种重要的化学转化。羰基也是各种重要精细化工和制药产品中的重要官能团之一。然而，化学醇氧化反应通常涉及到较高的温度、化学计量的氧化剂和有毒的副产物。在生物醇氧化领域，半乳糖氧化酶（GOase）是最成熟的酶之一，能够在温和条件下进行这种重要的化学转化。然而，GOase对更复杂分子的适用性仍然受到限制。

图片来源：ACS Catal.

        有鉴于此，National University of Singapore的Ee Lui Ang课题组与其合作者通过采用定向进化和计算建模的组合方法，确定了对大体积的苄基和烷基仲醇具有显著扩展底物特异性的改进的GOase，与报道的M_3-5突变体相比，其活性增强了2400倍。此外，还发现了传递松弛的底物对映选择性偏差（R/S比降至1.05）和更高的热稳定性（残余活性比出发突变体提高1.6倍）的有益突变体。

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        利用计算工具YASARA、FoldX、SCWRL和Glide，揭示了与GOase结构、蛋白质稳定性和催化活性相关特征的合理相关性。基于MM/GBSA（r=-0.85）和YASARA（r=-0.89）生成的酶活性模型成功预测了基于不同烷基链长度的1-苯基-1-烷基醇支架的一系列相关底物的活性趋势。结合精心策划的实验数据集和对这些计算机模型的进一步优化，这些方法可以作为探索所需酶特性、建立酶底物范围和加速生物催化剂开发的基础。

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原文标题：Directed Evolution and Computational Modeling of Galactose Oxidase toward Bulky Benzylic and Alkyl Secondary Alcohols

ACS Catal. 2023, 13, 16088−16096

原文作者：Wan Lin Yeo,◆ Dillon W. P. Tay,◆ Jhoann M.T. Miyajima, Shreyas Supekar, Tong Mei Teh, Jin Xu, Yee Ling Tan, Jie Yang See, Hao Fan, Sebastian Maurer-Stroh,* Yee Hwee Lim,* and Ee Lui Ang*