新加坡国立大学(NUS)的化学家通过将DNA修复与双正交化学相结合,开发出一种制造多种手性脱氧核糖核酸(DNA)催化剂的方法,为更高效、更通用的不对称催化方法铺平了道路。

化学家开发用于不对称催化的手性DNA催化剂

酶催化利用生物蛋白质来加速化学反应,已成为一种可持续的制造手性分子的方法。然而,使用蛋白质作为催化剂存在挑战,因为它们通常不稳定,而且需要复杂的DNA操作才能设计出来。

为了解决这些问题,科学家们将DNA作为更稳定、更经济的手性支架,以实现可持续的不对称催化。此外,DNA独特的碱基配对机制也使其具有高度可编程性,可以​​精确控制其结构和功能。

新加坡国立大学化学系助理教授朱如意领导的研究小组开发出一种方法,利用一种名为DNA修复的酶促过程,并将其与双正交化学相结合来创建手性DNA催化剂。

该方法简化了DNA催化剂的生产,即使是非专业人士也无需先进的仪器或专业知识即可进行DNA催化。此外,生物正交化学反应在不干扰任何功能的情况下进行,使该方法与各种功能组高度兼容。

研究人员利用这种将化学反应与酶促过程相结合的新方法建立了一个包含44种DNA催化剂的库。

这些新开发的DNA催化剂在对映选择性、底物适用性和总体反应效率方面均优于以前的版本。更重要的是,该团队还展示了第一个对映选择性DNA催化的例子,成功生成了通常难以使​​用生物催化方法合成的腋生手性化合物。

该方法的稳健性通过其组装具有未受保护的功能团的各种结构不同的DNA催化剂的能力得到进一步展示。

朱教授表示:“我们的方法大大降低了进行DNA催化的障碍,此前这项技术需要高度专业化、昂贵且具有挑战性的固相合成。”

朱教授补充道:“我们希望更多的研究人员能够认识到DNA催化的巨大潜力,并加入这一令人兴奋的研究领域。”

展望未来,研究团队正在积极设计新策略,通过DNA催化开发选择性和可持续的化学反应。