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硼酸在有机化学中已经使用了几十年，尽管它并不存在于任何生物体中。格罗宁根大学生物分子化学与催化学教授Gerard Roelfes解释说:“这与我们在自然界中发现的化学反应不同。”他的团队创造了一种以硼酸为反应中心的酶，然后利用定向进化使其更具选择性并提高其催化能力。此外，酶促反应比传统化学反应更可持续，因为它们发生在低温下，没有有毒溶剂。这项研究发表在5月8日的《自然》杂志网络版上。

硼在有机化学中的应用可追溯到七十多年前，并于1979年获得诺贝尔化学奖。近年来，人们对硼作为催化剂的兴趣越来越大，但到目前为止，它在化学工业中的应用是有限的。Roelfes说:“到目前为止，硼的催化速度太慢，不太适合对映选择性反应。”这些类型的反应被用来制造手性分子，这些分子可以以两种互为镜像的形式存在，比如左手和右手。在许多药物中，两只“手”可以产生不同的效果。因此，有选择地生产合适的“手”是很重要的，特别是对制药业来说。

扩展的遗传密码

“为了实现这一目标，我们开始将硼引入一种酶中。我们的团队在设计自然界不存在的酶方面有着悠久的历史。”Roelfes小组使用扩展的遗传密码将含有活性硼酸基团的非天然氨基酸引入酶中。“利用这项技术，我们可以在DNA水平上确定氨基酸在蛋白质中的位置。”

一旦他们制造出一种以硼酸为反应中心的酶，他们就可以利用定向进化来提高其效率，从而加快催化速度。“此外，通过将硼酸置于酶的手性环境中，我们能够实现高度的对映选择性催化。”发表在《自然》杂志上的这一反应是一个“原理证明”，展示了利用酶中硼的催化能力的方法。

生物催化作用

利用酶制造有机化合物对制药业来说很重要。“在推动更环保、更可持续的药物生产方式的过程中，他们正在寻求生物催化来取代传统的化学反应。”格罗宁根大学正在为实现这一目标作出协调一致的努力。“我们在科学与工程学院有许多研究小组从事这类工作，使用不同的方法为化学工业创造生物催化解决方案。”在这种情况下，Roelfes和他的团队将继续开发他们的硼酸酶，并创造其他类似的新酶。