DNA的隐藏力量将改变我们制造药物的方式

许多药物具有手性，即存在两种镜像形式——类似双手——在体内作用不同。一种可能有效治病，另一种则可能效果甚微甚至有害。生产单一所需形式是药物研发的一大挑战，而新的DNA引导方法有望让这一过程更清洁、简单且环境可持续。在活细胞中，DNA和蛋白质因DNA磷酸基团带负电、许多氨基酸带正电而自然相互吸引。新加坡国立大学化学系朱如一助理教授带领的团队推测，这种吸引力或可用于实验室控制化学反应，目标是探索DNA能否引导分子以特定、可预测的方式反应。DNA磷酸基团如何引导化学反应？研究人员发现，DNA中的某些磷酸基团在化学反应中可吸引带正电分子，帮助它们正确排列——就像磁铁吸住金属珠定位。这一被称为“离子配对”的过程使反应分子紧密靠近并定向，从而生成单一所需的镜像产物。团队证明这种引导作用在多种化学反应中均有效。为确定哪些磷酸基团负责这种引导能力，团队开发了名为“PS扫描”的新实验方法。他们系统地将DNA中的单个磷酸位点替换为几乎相同的替代物并重复测试。当替换某个磷酸基团降低了反应的选择性时，说明该原始位点起关键作用。为验证发现，他们与香港中文大学张兴隆教授合作，后者通过计算机模拟证实了实验结果。该研究成果于2025年10月31日发表在《自然·催化》（Nature Catalysis）期刊上。DNA作为绿色化学工具：朱助理教授解释：“自然界从不将DNA磷酸基团用作催化剂，但我们已证明，若设计得当，它们可像人工酶一样发挥作用。”他补充道，这一发现能让化学制造更可持续、更高效，尤其在生产复杂、高价值药物时。团队计划继续探索如何利用DNA磷酸基团设计和生产手性（镜像）化合物，用于下一代药物研发。