北大科学家开辟酰胺绿色合成“高速路”

北京2月1日消息,光明日报记者晋浩天在采访中透露,北京大学雷晓光团队日前在国际权威期刊《科学》上发表了一项重要成果。该团队利用先进的酶工程技术,彻底改写了自然酶的催化规则,给医药领域的绿色生物制造提供了一个全新的解决方案。这种生物催化方法不需要贵金属或有毒试剂,反应在温和的水中进行,不产生任何副产物,真正实现了“原子经济”的绿色理想。 这个发现源于自然界中的酶分子。研究人员把目光投向了醛脱氢酶,通过设计替换几个关键氨基酸来改造这种酶。这个调整就像对分子机床进行了内部微调一样。优化后的酶不再需要羧酸作为原料,而是能直接催化醛与胺分子结合,一步合成酰胺键。 从1902年费歇尔第一次成功构建酰胺键以来,化学家们虽然发展出了各种高效的“魔法试剂”,但始终无法摆脱两大难题:一是必须从羧酸开始,原料受限;二是反应产生大量难去除的化学垃圾。这次突破性的进展让雷晓光很兴奋,“这项研究不仅是对合成科学中百年化学反应的重大革新,更是给生物制造提供了关键的底层技术突破。” 雷晓光还提到,这种全新的酰胺合成路径让原料选择范围大大拓展。他们把合成起点提前到了更廉价稳定的醇类化合物。这个成果为我国医药、化工产业的可持续发展注入了创新动能。目前国内外多家大型制药企业都已经与这个团队开展紧密合作。利用这种生物催化方法,他们已经成功实现了多个明星药物分子的高效绿色生产。 以抗癌明星药物伊马替尼为例,“伊马替尼”的合成步骤大大简化了。新策略相比传统路线展现出废物更少的潜力。这个突破给晋浩天留下了深刻印象,“我科学家开辟酰胺绿色合成‘高速路’。”雷晓光说这个成果已经摆上货架,“这次突破性的研究不仅标志着人类在追求分子精准、绿色制造道路上迈出重要一步。” 值得一提的是这个成果已经让多个明星药物分子完成了工业制备路线开发工作。雷晓光表示这个成果是课题组成立17年来最重要的科学发现,“这说明我们在这条路上走得越来越坚定。”