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分子世界里,有一种化学键是真正的“万能缝纫线”。蛋白质靠它拼接,超过六成的小分子药物靠它成型,就连《我不是药神》里那瓶救命药格列卫,核心结构也离不开它——这东西叫酰胺键。
可就这么个天天用的基础活儿,化学家们埋头干了一百多年,愣是没把成本降下来,也没把污染管住。
传统路子是这样的:想造酰胺键,手头必须有羧酸。羧酸性子钝,得靠缩合剂推一把才能跟胺反应。推完这一把,缩合剂就成了废渣,捞都捞不回来。路数笨,但没办法,一百多年就这么过来的。后来有了酶催化,绿色是绿色了点,可还是绕不开羧酸,换汤没换药。
北大雷晓光团队这次干的,不是改良旧路,是直接换了条路。
他们把一种叫醛脱氢酶的天然蛋白酶拎出来,拆开,盯着活性中心那几个氨基酸,手动替换掉。原版酶的工作流程是这样:吃进去醛,中间过一趟生成一个硫酯中间体,最后水分子过来一冲,变成羧酸,完事。团队把催化口袋挖宽了一点,疏水了一点,水分子挤不进去了,胺分子却能钻进来。胺抢在水前面攻击那个中间体——出来的不再是羧酸,直接就是酰胺。
就这么几个原子位置的挪动,整条生产逻辑全变了。
原料从羧酸换成醛。醛比羧酸便宜,也更活泼。这还不算完,他们接着把醇脱氢酶也拉进来,搞了一套“一锅法”:醇先氧化成醛,醛当场转酰胺。两步反应串在一个瓶里,原料门槛直接降到醇——工业上最皮实、最廉价的化工原料之一。
水相反应,常温常压,不用贵金属,不产废渣,原子经济性接近百分之百。所有扔进锅里的原子,最后都在产品里待着,一个没浪费。
验证环节挑的是硬骨头。伊马替尼,抗癌药,原研路线长、步骤多、纯化烦。用新法子重新走一遍,关键中间体的合成截掉好几刀,副产物少到几乎不用收拾。团队透露,已经有好几家国内外药企在对接,成果“摆上了货架”。
把一条基础化学键的合成成本打下来,把百年级别的老问题撕开个口子。这不是追热点,是给产业换血。
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