巴塞尔大学的研究人员在化学合成领域取得一项重要进展，他们成功改造了一种天然酶，使其能够催化一项极具挑战性的化学反应，为更环保、更高效地合成复杂分子（如药物和精细化学品）开辟了新途径。
这项发表在《自然》杂志上的研究，将金属氢化物氢原子转移（MHAT）化学与酶催化相结合。MHAT是一种新兴的催化方法，能够高效构建复杂的有机分子。然而，精确控制分子中原子的三维排列，特别是手性配置，一直是化学合成中的一大难题。在制药和精细化工领域，生成单一手性构型至关重要，因为两种镜像分子可能表现出截然不同的生物学特性。研究团队通过改造一种常见的血红素蛋白酶，使其能在其活性位点执行MHAT反应。这种经过改造的酶展现出惊人的精确度，能够以高达98:2的比例生成所需的单一手性分子形式，这在传统化学方法中是极其困难的。例如，沙利度胺事件就凸显了立体化学在药物开发中的重要性。
尽管这种酶的特异性是一项显著优势，但也伴随着局限性。如果使用结构上差异较大的起始原料，可能需要对酶的骨架进行进一步的工程改造。此外，研究人员还在探索更可持续的金属氢化物形成方法。这项进展预计将简化高价值化学品的生产流程，为更可持续的化学合成做出贡献。绿色化学的理念在现代化学工业中日益受到重视，旨在通过优化工艺、减少能源消耗和消除有害物质来降低对环境的影响。在制药行业，采用酶催化等绿色化学方法，不仅能减少生产成本，还能提高效率并符合日益严格的环保法规。例如，辉瑞公司通过应用绿色化学原则，在某些药物生产中实现了19%的废物减少和56%的生产力提升。巴塞尔大学的这项研究正是绿色化学理念在实际应用中的一个有力例证，展示了如何利用生物催化来应对复杂的化学合成挑战，并朝着更可持续的未来迈进。