蛋白質催化劑（protein catalyst）的設計，一直是生物化學界和化學工程界所注重的領域，特別是如何創造出具有高活性和高立體選擇性的蛋白質催化劑。傳統的催化劑開發，主要是改造「天然的」蛋白質，但這種方法往往受到天然蛋白質的結構限制，導致改造後很難應用在催化反應上。相較之下，「人工設計的」（從頭設計，De novo）蛋白質催化劑具有許多優勢：首先，它們的分子量較小（小於13 kDa），提供了相對有利的催化效率；其次，這些蛋白質具有優異的熱穩定性，可在高達100°C的溫度下正常運作；第三，它們可以結合多種非天然的有機、有機金屬和金屬離子輔因子；第四，這些蛋白質可以在綠色有機溶劑（如乙醇）中穩定存在。然而，目前已知的人工設計蛋白質催化劑的案例很少，且很難找到一個催化劑能同時滿足高活性和高立體選擇性。

近日，美國加州大學舊金山分校的研究團隊，成功設計出一種新蛋白質，這種蛋白質可以跟「血紅素」或「人工合成的卟啉」結合在一起，形成高活性和高立體選擇性的催化劑。研究人員首先設計了能夠催化環丙烷化反應的蛋白質，在10個人工設計的蛋白質中，有4個的反應結果的鏡像異構物比例大於99:1。其中表現最好的蛋白質PNC2具有290,000小時⁻¹的轉化率和40,000的轉換數，且在70%乙醇濃度下仍能保持優異的催化活性（99%產率和>99:1鏡像異構物比例）。除了環丙烷化反應之外，研究團隊還設計了可催化矽氫插入反應的蛋白質催化劑，其轉化率達260,000小時⁻¹，轉換數達32,990，鏡像異構物比例為99:1。研究人員表示，這項研究證明了高效的蛋白質催化劑是可以透過人工設計的。