加州大学圣塔芭芭拉分校（加利福尼亚州圣塔芭芭拉市）的研究人员通过改造生物催化剂，正在突破酶催化合成的边界。该校化学教授杨阳及其团队在《科学》期刊发表的研究中，开发了一种酶催化多组分反应，成功合成出六种不同的分子支架，其中许多结构是传统化学或生物学方法无法获得的。
"创造新颖性和分子多样性对药物化学尤为重要"，杨阳表示，"虽然生物催化长期用于大规模生产高价值化学品，但我们的研究表明新型生物催化方法已能应用于发现化学领域，通过加速新型分子的组合合成实现创新突破。"
这项研究得到了美国国立卫生研究院和国家科学基金会的资助。
多样性导向合成
与传统针对特定目标的合成不同，多样性导向合成旨在开发结构多样的分子库，筛选具有生物活性的候选物。这种方法通过构建大量潜在分子，提高发现新型生物活性化合物的几率。支撑这些活性化合物的基础是碳-碳键——有机化学的骨架，控制这些化学键的形成与断裂是创造新分子的关键。
杨阳团队与匹兹堡大学计算有机化学教授刘鹏的合作研究表明，通过结合酶和光催化剂的协同作用，在太阳光驱动下产生反应中间体，最终形成具有复杂立体化学（3D结构）的新型分子支架。这种组合催化过程结合了酶的高效特异性与合成催化剂的广泛适用性。
"通过自由基反应机制，我们开发出了化学与生物学领域前所未有的多组分生物催化反应"，杨阳强调，"这些酶具有惊人的普适性，可作用于多种底物，实现了团队开发的最复杂多组分酶催化反应之一。"
参与该项目的其他研究人员包括：加州大学圣塔芭芭拉分校的陈张、周俊、Silvia M. Rivera；匹兹堡大学的Pei-Pei Xie、Turki M. Alturaifi；以及英国Prozimix有限公司的James Finnegan和Simon Charnock。
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