生物催化硝化是一种很有前景的硝基化合物制备方法。然而，由于缺乏天然硝化酶和/或酶的底物范围狭窄，使用生物催化开发的硝化反应很少。

近日，由中国科学院青岛生物能源与过程技术研究所(QIBEBT)丛志奇教授领导的研究团队开发了用于直接硝化不饱和烃的新型工程细胞色素P450BM3酶。

该研究于20月<>日发表在AngewandteChemieInternationalEdition上。

研究人员在活性位点采用关键残基的定点突变来调节空间位阻效应并限制底物的访问，从而大大降低了P450BM3的单氧合活性并增加了过氧化物酶活性。

在此基础上，他们实现了不饱和芳烃和末端芳基烯烃化合物的直接硝化。对几种苯酚和苯胺化合物进行硝化，以产生具有中等至高总周转数的邻硝化和对硝化产品。“这是P450变体使用亚硝酸盐作为硝化剂直接芳香硝化的第一个例子，”该研究的通讯作者Cong教授说。

此外，他们证明了DFSM促进的P450过氧化物酶系统可用于苯乙烯及其衍生物的乙烯基的硝化。通过晶体学研究和自由基控制实验进一步揭示了直接硝化作用的机理。

丛教授说：“我们的研究不仅为生物催化硝化开辟了一条新的途径，而且为促进P450酶在合成化学和合成生物学领域的过氧化物酶功能提供了新的思路。