Scoprire nuovi principi attivi grazie agli enzimi artificiali

Xavier Garrabou Pi, Pioniere dell'ETH, ha sviluppato una nuova generazione di enzimi artificiali che aiutano a produrre farmaci più efficaci e selettivi.

Enzimi artificiali
Gli enzimi artificiali sviluppati dal Prof. Donald Hilvert e dai suoi colleghi del Politecnico di Zurigo possono essere utilizzati per produrre molecole complesse in modo semplice.

Xavier, perché gli enzimi sono importanti per l'industria farmaceutica?

L'industria farmaceutica utilizza sempre più spesso gli enzimi per ottimizzare la produzione di principi attivi. Rispetto alle alternative chimiche, gli enzimi sono più selettivi, più efficienti e più rispettosi dell'ambiente, consentendo processi più efficienti dal punto di vista dei costi.

Gli enzimi aprono anche nuove possibilità per la scoperta di sostanze attive. La maggior parte dei principi attivi è composta da blocchi chimici. Gli enzimi svolgono un ruolo cruciale nella produzione di una certa classe di blocchi di costruzione, i cosiddetti composti chirali, che vengono sempre più utilizzati per produrre farmaci più efficaci e specifici.

Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di enzimi artificiali?

Gli enzimi naturali sono ottimi strumenti per i chimici, ma hanno una gamma limitata di applicazioni. Con gli enzimi artificiali, possiamo estendere tutti i vantaggi della biocatalisi a reazioni che raramente o mai si verificano nella vita reale. In questo modo è possibile creare blocchi di costruzione chirali con strutture e funzionalità innovative ad alta selettività ed efficienza.

Come si producono gli enzimi artificiali?

I nostri enzimi artificiali sono prodotti in un processo a tre fasi. In primo luogo, l'enzima per la reazione desiderata viene progettato utilizzando complessi programmi computazionali. Poi il catalizzatore risultante viene migliorato con un processo sperimentale iterativo che imita l'evoluzione naturale. Infine, adattiamo le proprietà dell'enzima ai requisiti specifici di una reazione, ad esempio un particolare substrato. Utilizzando questo processo, abbiamo recentemente prodotto enzimi artificiali per la sintesi di alcoli terziari chirali. Ora stiamo sviluppando ulteriormente il processo, in attesa di brevetto, per creare librerie innovative di blocchi chimici. Sviluppare un nuovo enzima artificiale per ogni reazione desiderata richiede tempo, ma non sempre è necessario. Abbiamo sviluppato enzimi versatili che catalizzano una gamma sorprendente di reazioni utili.

Quali sono i vostri obiettivi per il prossimo anno?

Nei prossimi mesi voglio creare una società, trovare dei dipendenti e iniziare a commercializzare una piccola libreria di composti. Prevedo che le nostre molecole uniche susciteranno l'interesse di potenziali partner e investitori e che potremo ampliare il nostro catalogo e sviluppare collezioni di molecole personalizzate. Inoltre, possiamo offrire ai nostri clienti processi enzimatici personalizzati con capacità uniche.

Xavier Garrabou Pi
Xavier Garrabou Pi è postdoc e Pioneer Fellow presso il Politecnico di Zurigo.

Contatti / Link:

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Laboratorio di chimica organica Prof Donald Hilvert

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