从炔烃直接合成烯烃通常需要使用过渡金属催化剂。不幸的是，这种转化的有效生物催化替代品尚未被发现。本文描述了电子缺乏的炔烃通过烯还原酶 (ERED) 催化选择性生物还原为烯烃。带有酮、醛、酯和腈部分的炔烃已被有效还原，转化率和立体选择性极佳，观察到 E/Z 比的明显趋势取决于吸电子基团的性质。在氰基炔烃的情况下，(Z)-烯烃是主要产物，反应范围扩大到各种芳香族底物（转化率高达 >99%，Z/E 立体选择性高达 >99/1）。含有醛、酮或酯官能团的其他炔烃也被证明是极好的底物，有趣的是，它们产生了相应的 (E)-烯烃。在 0.4 mmol 规模上进行了制备性生物转化，产生了所需的 (Z)-氰基烯烃，分离产率良好至极好（63-97%）。通过分子对接预测 ERED-pu-0006 活性位点中关键分子的结合姿势，这种新颖的反应性得到了合理化。
碳碳三键的选择性还原可用于构建有价值的烯烃，在大多数情况下，化学选择性还原炔烃并在烯烃阶段停止的有效系统需要使用昂贵的金属催化剂和危险的氢气氛围，还可能导致较差的立体选择性，生物催化是促进具有上述特征的转化的绝佳选择。
唯一能够催化多个碳碳键还原的酶是烯还原酶（ERED），Rosche 等人在 2007 年发现酿酒酵母中的OYE3能够将一种缺电子炔烃还原为相应的烯烃。直到2021年，Rühl等人从真菌中分离出的 ERED CaeEnR1 扩大了这种方法的范围，但该方法具有底物浓度低且转化率低的局限性，但这也为开发可以克服所有这些问题的新策略提供了机会。本文探索了一种新的氰基炔烃还原方法，利用来自Zymomonas mobilis的烟酰胺依赖性环己烯酮还原酶 (NCR) 和商用ERED选择性生产(Z)-氰基烯烃，还研究了不同炔烃的反应性以确定使用这些催化剂进行ERED催化选择性生物还原三键生成α,β不饱和化合物的潜力（图1）。
将炔烃 1a 建模到酶的活性中心表明，α 位上最近的酪氨酸残基（Y376）与黄素辅因子位于同一面上，从而得到顺式烯烃。在对接构象中，典型的催化酪氨酸残基 (Y197) 远离炔烃的α位，这使得 Y376 成为 ERED-pu-0006 中合理的非典型质子化残基（图3）。
作者信息及链接：
Iván Lavandera：https://dptoqoi.uniovi.es/personal/pdi/-/asset_publisher/0022/content/personal_lavandera-garcia-ivan;redirect=/personal/pdi
研究方向：有机化学、可持续催化、生物催化
文章信息：BioLindlar Catalyst: Ene-Reductase-Promoted Selective Bioreduction of Cyanoalkynes to Give (Z)-Cyanoalkenes
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202410283
