格罗宁根大学化学家生产出一种新型含硼酶
硼酸在有机化学中已有数十年的应用，尽管它并不存在于任何生物体中。“它引发的化学反应与我们在自然界中发现的反应不同，”格罗宁根大学生物分子化学与催化教授 Gerard Roelfes 解释道。他的团队创造了一种以硼酸为反应中心的酶，然后利用定向进化使其更具选择性并提高其催化能力。此外，酶促反应比传统化学反应更具可持续性，因为它们在低温下进行且不使用有溶剂。这项研究于 5 月 8 日在《自然》杂志上在线发表。
硼在有机化学中的应用可以追溯到七十年前，并于 1979 年获得诺贝尔化学奖。近年来，人们对硼作为催化剂的兴趣日益浓厚，但目前它在化学工业中的应用还很有限。Roelfes 表示：“到目前为止，硼催化反应速度太慢，不太适合对映选择性反应。”这类反应用于制造手性分子，手性分子可以以互为镜像的两个版本存在，就像一只左手和一只右手。在许多药物中，两只“手”可以产生不同的效果。因此，选择性地生产合适的“手”非常重要，尤其是对于制药行业而言。
扩展遗传密码
“为了实现这一目标，我们着手将硼引入酶中。我们的团队在设计自然界中不存在的酶方面有着悠久的历史。”Roelfes 团队使用扩展的遗传密码将含有活性硼酸基团的非天然氨基酸引入酶中。“使用这种技术，我们可以在 DNA 水平上确定氨基酸在蛋白质中的位置。”
一旦他们制造出以硼酸为反应中心的酶，他们就可以利用定向进化来提高其效率，从而加快催化速度。“此外，通过将硼酸置于酶的手性环境中，我们能够实现高度对映选择性催化。”《自然》杂志上描述的这种反应是一种“原理证明”，并展示了如何利用酶中硼的催化能力。
生物催化
使用酶来制造有机化合物对制药行业来说非常重要。“为了推动更环保、更可持续的药物生产方式，他们正在研究用生物催化来取代传统的化学反应。”格罗宁根大学正在为实现这一目标而齐心协力。“我们科学与工程学院有许多研究小组从事这类工作，使用不同的方法为化学工业创造生物催化解决方案。”在此背景下，Roelfes 和他的团队将继续开发他们的硼酸酶并创造其他此类新天然酶。
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