大规模生产工业相关化合物的高效酶工程是一项具有挑战性的任务。利用基于对机制全面理解的蛋白质理性设计，为这项工作的成功带来了巨大的希望。通过快速混合技术或光开关底物获得的预稳态动力学测量可提供关键的机制见解。利用光开关底物的方法不仅对机理的理解更为清晰，而且能够通过时间分辨飞秒晶体学阐明反应中间体的实时结构。然而，这种有价值的机制探针数量有限。

图片来源：ACS Catal.

有鉴于此，Masaryk University的David Bednar与其合作者利用多学科方法，包括计算分析、化学合成、物理化学性质筛选和酶动力学，以确定有前景的光开关探针候选者。具体来说，通过设计一种基于偶氮苯的可光开关底物来演示这种方法，该底物专为卤代烷烃脱卤酶而设计，卤代烷烃是开发蛋白质理性设计计算工具的关键酶原型。通过对探针进行了稳态和预稳态动力学分析，揭示了模型生物催化剂催化行为的新见解。

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此外，这项工作采用激光触发的Z-to-E偶氮苯光开关在原位产生生产性异构体，为使用时间分辨飞秒晶体学进行先进机理研究开辟了途径。这项研究结果不仅为理解这一模型酶家族的机理铺平了道路，结合了动力学和结构维度，还提出了一种合理设计光开关酶底物的系统方法。

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原文标题：Azobenzene-Based Photoswitchable Substrates for Advanced Mechanistic Studies of Model Haloalkane Dehalogenase Enzyme Family

原文作者：Michaela Slanska, Lenka Stackova, Sergio M. Marques, Peter Stacko, Marek Martínek, Luboš Jílek, Martin Toul, Jiri Damborsky, David Bednar,* Petr Klán,* and Zbynek Prokop*

ACS Catal. 2024, 14, 11635−11645