Science：新的生物催化方法可以为药物开发提供新的分子文库

来源：100医药网 2025-09-29 14:15

通过酶-光催化剂的协同作用，利用自由基机制，研究者开发了新型的多组分生物催化反应，这些反应在化学和生物学中都是未知的。

通过使用经过重编程的生物催化剂，研究人员正在突破酶促合成的界限，开发出一种方法，为合成多种有价值的化合物打开了大门。加州大学圣塔芭芭拉分校化学教授Yang Yang及其合作者在《科学》杂志上报告了一种酶促多组分反应，产生了六种不同的分子骨架，其中许多是其他化学或生物方法以前无法获得的。

"产生新颖性和分子多样性的能力对药物化学尤为重要，"Yang说。"长期以来，生物催化被认为主要与有价值特种化学品的大规模生产相关。我们的工作表明，新的生物催化方法如今可以通过加速新型分子的组合合成，在发现化学中找到应用。"

多样性导向合成

多样性导向合成侧重于开发结构多样的分子库，用于筛选有益的生物学和化学特性。与专注于少数特定目标的传统目标导向合成相比，这种方法制备了一系列潜在选项，增加了发现新型生物活性化合物以及能有效与生物靶标相互作用或探测生物过程的分子的机会。

这些生物活性化合物的基础是碳-碳键，它是所有有机化学的骨架，将蛋白质和DNA等生物分子连接在一起。了解如何以及在何处形成或断裂这些键，可以产生强大、新颖的分子和化合物。

有多种方法可以促进形成碳键结构的反应。Yang在加州大学圣塔芭芭拉分校的团队与匹兹堡大学计算有机化学教授刘鹏研究组的对应人员提出了一种组合过程，利用酶和光收集催化剂来产生具有丰富且明确立体化学（即三维形状）的新型分子骨架。

"酶是自然界得天独厚的催化剂，"Yang说。酶在漫长的时间尺度上与它们的底物共同进化，因此通常对其作用的分子具有强大、高效和特异性。

然而，这些天然催化剂仅在特定条件下对有限数量的底物起作用。与此同时，合成催化剂可能范围更广、更多样化，并且能在各种条件下发挥作用，但效率和选择性不如酶。

该方法旨在兼收两者之长：酶的效率、选择性以及合成催化剂的通用性。在一个协同的化学反应过程中，光催化反应产生活性物种，这些物种参与更大的酶催化循环，最终通过碳-碳键的形成，在出色的酶控下产生六种新型产物。

"通过酶-光催化剂的协同作用，利用自由基机制，我们开发了新型的多组分生物催化反应，这些反应在化学和生物学中都是未知的，"Yang说。"这些酶具有惊人的通用性，可以在广泛的底物上发挥作用。这使我们能够进行我的团队所开发的最复杂的多组分酶促反应之一。"（100yiyao.com）