珍稀瀕危中藥藥效物質(zhì)的可持續(xù)制備對中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要價值，它不僅關(guān)乎瀕危藥材資源的保護和利用，也對中藥質(zhì)量控制起到至關(guān)重要作用。中藥創(chuàng)新藥效物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)依賴于核心關(guān)鍵技術(shù)的變革，我校中藥學院中藥化學系趙國棟副研究員長期專注于綠色化學技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用，以期解決珍稀瀕危中藥藥效物質(zhì)是什么以及如何實現(xiàn)珍稀瀕危中藥資源替代這兩個關(guān)鍵科學問題。
鹵過氧化物酶是生命體內(nèi)一大類酶的總稱，廣泛存在于各類動植物中藥材，涉及的生源合成反應(yīng)類型極廣，可催化完成數(shù)十種以上的基元反應(yīng)。如能探索一條鹵過氧化物酶仿生催化劑的創(chuàng)新設(shè)計理念，則有希望實現(xiàn)眾多離體條件下的生源合成反應(yīng)，完成一大類稀缺藥效物質(zhì)的選擇性智能制備。這既可緩解瀕危藥材資源儲量不足的困境，也可解決酶活反應(yīng)條件苛刻且極易失活的現(xiàn)實問題。趙國棟副研究員首次基于原創(chuàng)的Fenton協(xié)同催化理念，完成了創(chuàng)新性鹵過氧化物酶仿生催化劑的構(gòu)建，以廉價易得的原料實現(xiàn)了多元類型的生源合成反應(yīng)，建立了芳環(huán)鹵代、脫羧溴代、內(nèi)脂環(huán)合、二硫鍵鏈接、硫化物氧化等一系列生源合成反應(yīng)的離體選擇性智能制備，從而實現(xiàn)眾多中藥單體尤其是珍稀瀕危中藥藥效物質(zhì)的綠色可持續(xù)獲得。以含硫中藥單體為例，選擇性智能制備體現(xiàn)在該仿生催化劑可以通過調(diào)控配體，選擇性生成亞砜而無任何過氧化的砜類副產(chǎn)物出現(xiàn)。相關(guān)成果以“Nonheme iron catalyst mimics heme-dependent haloperoxidase for efficient bromination and oxidation”為題發(fā)表于自然指數(shù)期刊即Science大子刊：Science Advances（DOI：10.1126/sciadv.adq002）。趙國棟副研究員為共同第一且通訊作者，北京中醫(yī)藥大學為第一且通訊單位。
該Fenton協(xié)同誘導的鹵過氧化物酶仿生催化技術(shù)不僅可以應(yīng)用于中藥藥效物質(zhì)的綠色選擇性智能制備（參見課題組前期綠色合成基元反應(yīng)IF > 10成果：Green Chemistry, 2022, 24, 4041-4049；ACS Catalysis., 2021, 11, 3740；Green Chemistry, 2021, 23, 2300）；還可以構(gòu)建關(guān)鍵Linker連接子HMPB，并已成功開發(fā)了 “多肽集成化綠色合成芯片”（已申報發(fā)明專利：CN202410132269.9）以及“多肽微流控綠色合成芯片”兩項新技術(shù)，實現(xiàn)了珍稀瀕危動物藥海馬多肽類藥效物質(zhì)的深度挖掘和批量鑒定（該成果已單獨投稿且外審，已申報發(fā)明專利：CN202410412750.3）。
本項目得到了國家自然科學基金（22301018）、北京市自然科學基金（2232028）、北京市科技新星人才項目（Z211100002121128）、北京市科技新星交叉課題（20240484566）等的資助；實驗的開展得到了中藥學院和北京中醫(yī)藥研究院科研平臺的大力支持，得到了中藥基礎(chǔ)與新藥研究北京市重點實驗室和教育部中藥制藥與新藥開發(fā)工程研究中心的支持。