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特殊光驱动酶“激活”环保高效药物生产
2025-05-14 15:05
来源:科技日报
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    科技日报讯(记者刘霞)英国曼彻斯特大学生物技术研究所(MIB)团队在5月7日出版的《自然·化学》杂志发表研究称:通过将光敏分子噻吨酮嵌入酶结构,他们研制出一系列特殊光驱动酶。这种酶可作为特殊催化剂,在可见光下即可工作,有望为药物和重要化学品生产带来更环保、高效的解决方案。
  

 

    

    传统光驱动的化学过程存在明显短板,不仅要依赖有害的紫外线,还需使用可能产生副产物的化学光敏剂。这些光敏剂吸收光,将能量传递给其他分子以驱动化学反应。MIB团队曾尝试将紫外线光敏剂植入蛋白质,虽然提高了反应选择性,但仍面临光化学效率低、损伤分子、带来不必要副产物等问题。

  

  为攻克这些难题,团队将噻吨酮嵌入酶中,获得多种新型光酶。新型光酶展现出三大优势:一是完全规避紫外线危害,因为噻吨酮能在可见光下工作;二是与工业照明条件完美匹配;三是反应速度和精准度显著提升。其中一种名为VEnT1.3的酶表现尤为突出,不仅能完成1300多次高效反应循环,还可精确调控分子的三维形状,这对确保药物有效性至关重要。

  更令人振奋的是,这些光酶还开辟了前所未有的制造途径。以SpEnT1.3型酶为例,它能构建传统化学方法难以实现的螺旋环β-内酰胺结构,这类复杂的环状分子是众多药物的重要骨架。此外,这些工程酶展现出传统催化剂难以比拟的控制能力,能有效阻断有害中间产物的生成。

  最新技术既可减少化学废弃物,又能降低能耗。随着遗传编码技术的进步,他们希望能设计出更多光酶,以前所未有的精度和效率驱动复杂化学反应,为制药、农用化学品、材料科学等诸多领域带来革命性变化。

 

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