اسید بورونیک برای چندین دهه در شیمی آلی استفاده شده است، حتی اگر در هیچ موجود زنده ای وجود نداشته باشد. جرارد رولفس، پروفسور شیمی و کاتالیز بیومولکولی در دانشگاه گرونینگن توضیح می‌دهد: «این واکنش‌های شیمیایی متفاوتی نسبت به واکنش‌هایی که در طبیعت می‌یابیم، ایجاد می‌کند». گروه او آنزیمی را با اسید بورونیک در مرکز واکنش آن ایجاد کردند و سپس از تکامل هدایت شده برای انتخاب بیشتر و بهبود قدرت کاتالیزوری آن استفاده کردند. علاوه بر این، واکنش‌های آنزیمی پایدارتر از واکنش‌های شیمیایی کلاسیک هستند، زیرا در دماهای پایین و بدون حلال‌های سمی انجام می‌شوند. این مطالعه به صورت آنلاین در مجله Nature در 8 می ارائه شد.
کاربرد بور در شیمی آلی به حدود هفتاد سال قبل باز می گردد و در سال 1979 جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد. در سال های اخیر، علاقه به بور به عنوان یک کاتالیزور افزایش یافته است، اما هنوز استفاده از آن در صنایع شیمیایی محدود است. رولفس می گوید: “تاکنون، کاتالیز بور بسیار کند بوده و برای واکنش‌های انتیو انتخابی چندان مناسب نیست.” از این نوع واکنش‌ها برای ایجاد مولکول‌های کایرال استفاده می‌شود که می‌توانند در دو نسخه آینه‌ای از یکدیگر مانند دست چپ و راست وجود داشته باشند. در بسیاری از داروها، هر دو دست می توانند تأثیر متفاوتی داشته باشند. بنابراین، تولید انتخابی «دست» مناسب، به ویژه برای صنعت داروسازی، مهم است.
برای ایجاد این امکان، ما تصمیم گرفتیم بور را به یک آنزیم وارد کنیم. گروه ما سابقه طولانی در طراحی آنزیم هایی دارد که در طبیعت وجود ندارند. گروه Roelfes از یک کد ژنتیکی توسعه یافته برای معرفی یک اسید آمینه غیر طبیعی که حاوی یک گروه اسید بورونیک فعال است به یک آنزیم استفاده کرد. با استفاده از این تکنیک، می‌توانیم در سطح DNA تعیین کنیم که اسید آمینه را در یک پروتئین کجا قرار می‌دهیم.
هنگامی که آنزیمی را با اسید بورونیک در مرکز واکنش آن ساختند، می‌توانستند از تکامل هدایت‌شده برای افزایش کارایی آن استفاده کنند و در نتیجه کاتالیز سریع‌تر انجام شود. علاوه بر این، با قرار دادن اسید بورونیک در بافت کایرال یک آنزیم، ما توانستیم به کاتالیز بسیار انانتیو انتخابی دست یابیم. واکنشی که اثباتی از اصل است و راه برای مهار قدرت کاتالیزوری بور در آنزیم‌ها را نشان می‌دهد.
استفاده از آنزیم ها برای ایجاد ترکیبات آلی برای صنعت داروسازی مهم است. آنها در تلاش خود به سمت روش‌های سبزتر و پایدارتر برای تولید دارو، به دنبال بیوکاتالیز برای جایگزینی واکنش‌های شیمیایی معمولی هستند. در دانشگاه گرونینگن، تلاش های هماهنگ برای این هدف انجام می شود. ما تعدادی گروه تحقیقاتی در دانشکده علوم و مهندسی داریم که درگیر این نوع کار هستند و از رویکردهای مختلف برای ایجاد راه حل های بیوکاتالیستی برای صنایع شیمیایی استفاده می کنند. در این زمینه، رولفس و تیمش به توسعه آنزیم‌های اسید بورونیک خود و ایجاد آنزیم‌های جدید از این دست ادامه خواهند داد.
.Materials provided by University of Groningen. Original written by René Fransen. Note: Content may be edited for style and length
