새로운 시너지 방법으로 비 생성 가능

새로운 화학, 새로운 효소학. UC Santa Barbara의 연구원들은 효소의 독특하고 상호보완적인 활동과 소분자 광화학이라는 두 세계의 장점을 통합하는 새로운 방법을 통해 새로운 촉매 반응의 문을 열었습니다. 이들의 시너지적 방법은 새로운 제품을 가능하게 하고 기존 공정, 특히 치료 목적에 중요한 비표준 아미노산의 합성을 간소화할 수 있습니다.

"이 방법은 내 생각에 우리 분야에서 가장 중요한 문제 중 하나인 생물학과 화학 모두에 새로운 일반적인 의미에서 새로운 촉매 반응을 개발하는 방법을 해결합니다"라고 논문의 저자인 양양(Yang Yang) 화학 교수는 말했습니다. 사이언스 저널에 실린 내용입니다. 게다가 이 과정은 입체선택적입니다. 즉, 생성된 아미노산의 선호하는 "모양"을 선택할 수 있습니다.

시너지 광생촉매 방법은 두 가지 동시 발생 촉매 반응으로 구성됩니다. 광화학 반응은 효소 과정의 반응 중간체와 작용하여 아미노산을 생성하는 수명이 짧은 중간 분자를 생성합니다.

생체촉매 측면은 풍부한 천연 아미노산 기질을 활성화하고 효소 중간체를 형성하는 효소로 시작됩니다. 한편, 합성 측면에서는 저분자 광촉매가 가시광선을 흡수하여 에너지를 사용하여 다른 기질을 활성화하도록 만듭니다. 이 반응은 Yang Lab이 선택한 도구인 일시적이고 반응성이 높은 분자인 짧은 수명의 라디칼 종을 생성합니다.

라디칼("자유 라디칼"이라고도 함)에 대한 문제는 수명이 짧을 뿐만 아니라 가둬두기도 어렵다는 것입니다.

"일반적인 합의는 용액 내에서 또는 단백질 주머니 외부에서 라디칼을 형성하면 부반응을 겪거나 파괴되는 등 생산적인 일을 하기 전에 라디칼에 일어날 수 있는 일이 너무 많다는 것입니다."라고 Yang은 말했습니다. 말했다.

그러나 실험실의 핵심은 자유분방한 라디칼을 포착할 수 있는 효소 반응에 의해 생성된 중간 분자입니다.

이제 가장 중요하고 흥미로운 단계는 일시적이고 수명이 짧은 자유 라디칼 종을 일단 형성하면 이것이 효소의 활성 부위로 이동하여 효소적으로 형성된 활성화된 공유 결합 중간 분자와 반응할 수 있다는 것입니다.라고 Yang은 말했습니다. "우리는 본질적으로 라디칼이 효소적으로 형성된 중간체와 효율적으로 반응하고 입체선택적 화학을 수행할 수 있는 시스템을 설계했습니다."

Yang Yang의 작업은 유기화학, 유기금속 화학, 효소학, 단백질 공학, 생물정보학 및 전산 모델링을 통합하여 광범위하게 정의된 합성 화학 및 촉매 분야의 어려운 문제를 해결합니다.

Yang Lab이 입체선택적 비정규 아미노산 합성을 위한 플랫폼을 만들기 위해 추구하는 것은 바로 이러한 효율성입니다("비정규"는 단순히 이러한 단백질 구성 요소가 유기체의 유전자에서 발견되지 않는다는 것을 의미합니다). 우선, 프로세스는 생성된 분자 내에서 서로에 대한 원자의 배열 또는 서로 다른 '모양'에 대해 선택적입니다. 이는 입체화학(3D 화학이라고도 함) 세계에서 중요한 요소입니다. 둘째, 비표준 아미노산을 합성하는 기존 방법은 복잡한 다단계 공정입니다.

“우리 프로세스는 비표준 아미노산 합성을 3~5단계 단축합니다. 여러 입체 중심을 가진 아미노산의 경우 입체 제어를 통해 이러한 화합물을 준비할 수 있는 화학적 수단이 본질적으로 없습니다." 양이 말했다. 펩타이드 치료법 제조업체에게 이는 판도를 바꾸는 일이 될 수 있습니다. Yang은 이러한 기술을 아미노산 합성에 잠재적으로 적용하는 것에 대해 제약 및 생명공학 산업으로부터 문의를 받았습니다.

그리고 그것은 거기서 끝나지 않습니다. 이 방법은 생물 및 합성 촉매 작용에 새로운 문을 열어 연구자들이 까다로운 라디칼을 다루고, 이전에는 도달할 수 없었던 화합물과 분자에 접근하고, 이전에 알려지지 않은 반응을 발견할 수 있게 해줍니다.