新化学，新酶学。加州大学圣巴巴拉分校的研究人员通过一种融合了酶和小分子光化学独特且互补的活性这两个领域优点的新方法，为新的催化反应打开了大门。他们的协同方法可以产生新产品，并可以简化现有工艺，特别是非规范氨基酸的合成，这对于治疗目的很重要。

论文作者、化学教授杨阳说：“在我看来，这种方法解决了我们领域最重要的问题之一：如何开发一般意义上的新催化反应，这对生物学和化学来说都是新的。”出现在《科学》杂志上。“最重要的是，该过程是立体选择性的，这意味着它可以选择所得氨基酸的首选“形状”。”

协同光生物催化方法由两个同时发生的催化反应组成。光化学反应产生一种短暂的中间分子，它与酶促过程的反应中间体一起作用，产生氨基酸。

生物催化方面从酶开始，激活丰富的天然氨基酸底物并形成酶中间体。同时，在合成方面，小分子光催化剂被制成吸收可见光，以便利用能量来激活另一个基材。这种反应产生了一种短命的自由基物质——一种短暂的、高反应性的分子，是杨实验室选择的工具。

自由基(也称为“自由基”)的问题在于，它们不仅寿命短，而且难以控制。

“普遍的共识是，如果你在溶液中或蛋白质袋外形成自由基，那么在它做出有成效的事情之前，可能会发生很多事情，比如发生副反应，或者被破坏，”杨说。

但实验室的王牌是酶促反应产生的中间分子，它可以捕获自由自由基。

“所以现在最重要和最有趣的一步是，一旦我们形成这种短暂且短命的自由基物质，它就可以移动到酶的活性位点并与酶促形成的活化共价中间分子发生反应，”杨说。我们基本上设计了一个系统，其中自由基可以有效地与酶促形成的中间体反应并进行立体选择性化学。”

杨实验室所追求的正是这种效率，旨在创建一个立体选择性非规范氨基酸合成平台(“非规范”仅仅意味着这些蛋白质构建模块在生物体基因中不存在)。一方面，该过程对不同的“形状”或所得分子内原子相对排列具有选择性——这是立体化学(也称为3D化学)领域的一个重要因素。其次，传统的非规范氨基酸合成方法是一个复杂的多步骤过程。

“我们的工艺将非规范氨基酸合成缩短了三到五个步骤。对于氨基酸，基本上没有化学方法来制备这些具有立体控制的化合物。”杨说。对于肽疗法的制造商来说，这可能会改变游戏规则。杨收到了制药和生物技术行业关于可能将这些技术应用于氨基酸合成的询问。

而且它还不止于此。这种方法可以为生物催化和合成催化打开新的大门，使研究人员能够处理棘手的自由基，获得以前无法达到的化合物和分子，并发现以前未知的反应。

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