工程化血红蛋白可以选择性地将硝胺前体如羟胺、氧取代羟胺和有机叠氮化物中的氮结合到有机分子中。尽管硝基铁经常被用作这些反应中的反应中间体，但它们固有的反应性和瞬态性质使其表征具有挑战性。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

有鉴于此，最近California Institute of Technology的Frances H. Arnold课题组利用紫外-可见光谱、电子顺磁共振光谱（EPR）和高分辨率电喷雾电离质谱（HR-ESI-MS）技术，表征了催化NH₂OH氮基团转移催化的原珠蛋白活性位点内产生的亚硝酰铁中间体。

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通过对中间体的鉴定揭示了这一催化反应机理，从而首次发现了亚硝酸盐（NO₂^-）、一氧化氮（NO）和硝酰（HNO）可作为胺化试剂。基于这些发现，研究还提出了一种受亚硝酸盐还原酶途径启发的C-H胺化催化循环。这项研究强调了工程化血红蛋白在获取天然氮源以实现可持续化学合成方面的潜力，并为生物氮循环中间体在生物催化中的应用提供了新的视角。

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原文标题：Reaction Discovery Using Spectroscopic Insights from an Enzymatic C−H Amination Intermediate

原文作者：Anuvab Das,‡ Shilong Gao,‡ Ravi G. Lal, Madeline H. Hicks, Paul H. Oyala, and Frances H. Arnold*

https://doi.org/10.1021/jacs.4c05761