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)依賴于核心關鍵技術的變革，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的創(chuàng)新及應用，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類型極廣，可催化完成數(shù)十種以上的基元反應。如能探索一條鹵過氧化物酶仿生催化劑的創(chuàng)新設計理念，則有希望實現(xiàn)眾多離體條件下的生源合成反應，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建，以廉價易得的原料實現(xiàn)了多元類型的生源合成反應，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不僅可以應用于中藥藥效物質(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IF > 10成果：Green Chemistry, 2022, 24, 4041-4049；ACS Catalysis., 2021, 11, 3740；Green Chemistry, 2021, 23, 2300）；還可以構建關鍵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，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。