Исследователи из Базельского университета совершили прорыв в химическом синтезе, перепрофилировав природный фермент для катализа сложной химической реакции. Этот инновационный подход открывает новые возможности для производства сложных молекул, включая фармацевтические препараты и тонкие химикаты, предлагая более экологичный и эффективный метод синтеза. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
В основе достижения лежит объединение химии переноса атома водорода металлогидридами (MHAT) с ферментативным катализом. Этот метод позволяет создавать трехмерные молекулы с определенной, однонаправленной конфигурацией, что является сложной задачей для традиционных химических методов. Исследователи модифицировали гемопротеиновый фермент для проведения реакций MHAT в своем активном центре, добиваясь соотношения лево- к правовращающим молекулам до 98:2. Высокая стереоселективность, критически важная в фармацевтике, где разные стереоизомеры могут обладать различной биологической активностью, традиционно является проблемой для химических методов. Ферменты же, как природные катализаторы, повышают реакционную способность и селективность в более мягких и экологически безопасных условиях.
Команда из Базельского университета работает над дальнейшим повышением экологичности процесса, исследуя более устойчивые методы образования металлогидридов. Это усовершенствование призвано оптимизировать производство высокоценных химических веществ, способствуя развитию более устойчивых методов химического синтеза. Развитие "зеленой химии" направлено на минимизацию использования и образования опасных веществ, сокращение энергопотребления и уменьшение отходов. Использование ферментов в качестве катализаторов является ключевым направлением, поскольку они позволяют проводить реакции в более мягких условиях, снижая потребность в токсичных реагентах и высоких температурах, что уменьшает воздействие на окружающую среду и повышает выход продукта.
Этот прорыв открывает новые пути для более устойчивого и эффективного производства различных сложных химических веществ. Интегрируя ферментативный катализ с химией MHAT, исследователи из Базельского университета расширили арсенал инструментов для химиков и открыли новые возможности для разработки более эффективных и экологически чистых путей синтеза ценных соединений. Хотя специфичность разработанного фермента является преимуществом, она может потребовать дальнейшей адаптации при использовании структурно разнообразных исходных материалов.