在分子世界中，有一種化學鍵如同生命的“縫合線”——它將氨基酸串成蛋白質，把藥物分子編織成救命良方，這就是酰胺鍵。如今，這一支撐現代醫藥的基石性結構，正迎來百年來最深刻的變革。北京大學雷曉光教授團隊利用前沿的酶工程技術，成功“改寫”了自然酶的催化腳本，開創了一條從源頭截然不同的酰胺鍵合成新路徑，為藥物綠色生物制造提供了全新方案。這項成果日前發表在國際學術期刊《科學》上。

雷曉光告訴記者，自1902年諾貝爾化學獎得主費歇爾首次實現多肽中酰胺鍵的人工構建以來，化學家們雖發展出各種“魔法試劑”，讓合成走向溫和高效，卻始終難逃兩大桎梏：一是必須從羧酸出發，原料受限﹔二是反應產生大量難以去除的“化學垃圾”，違背綠色化學原則。即便近年來酶催化興起，主流方法仍無法突破“羧酸依賴”的瓶頸問題。

本次，研究團隊將目光投向自然界的催化大師——酶。他們精巧改造了生物體內常見的醛脫氫酶，通過科學理性設計替換了其活性中心的幾個關鍵氨基酸。這一改動如同精准調整了“分子機床”的內部構件，使優化后的酶徹底改變了“生產流程”：它不再將醛原料轉化為羧酸，而是能直接催化醛與另一原料胺分子在水中高效結合，一步形成酰胺鍵。

“這條新建的‘生物催化高速路’優勢顯著：它完全擺脫了對傳統羧酸原料和化學縮合試劑的依賴，反應在溫和的水相中進行，無需貴金屬或有毒試劑，且不產生副產物，實現了‘原子經濟’的綠色理想。”雷曉光說，“更有突破性的是，我們通過巧妙設計，將合成起點進一步前移至更廉價、穩定的醇類化合物，極大拓展了原料選擇范圍。利用該變革性酰胺生物合成策略，團隊已開發出多個明星藥物分子的全新工業制備路線。以抗癌明星藥物‘伊馬替尼（格列衛）’的合成為例，新策略相比傳統路線，展現出步驟更簡、廢物更少的巨大潛力。”

在雷曉光看來，該成果是課題組成立17年來最重要的科學發現。“這項研究不僅是對合成科學中最重要的百年化學反應的重大革新，更為生物制造提供了關鍵的底層技術突破。它標志著人類在追求分子精准、綠色制造的道路上邁出了重要一步，為我國醫藥、化工等產業可持續發展注入了強勁的創新動能。”

“這一成果已擺上了貨架。”他還透露，“目前，國內外多家大型制藥企業與團隊開展了緊密合作。利用這項變革性的生物催化方法，已成功實現了多款明星藥物分子的高效、綠色生物生產。”（記者晉浩天）