加州大学圣巴巴拉分校的研究人员正在利用光构建化学反应库。在《自然》杂志上发表的一篇论文中，匹兹堡大学的化学教授杨洋和同事们报告了一种利用光生物催化生产非典型(非天然存在的)氨基酸的方法，这些氨基酸是肽疗法、生物活性天然产物和新型功能性蛋白质的宝贵组成部分。

杨说：“在生物催化领域已经做出了许多努力，现在我们可以合理设计全新的酶促反应，这在化学或生物学上都是前所未有的。”

在生物催化领域，即利用酶(自然界中得天独厚的催化剂)加速化学反应，大多数研究都倾向于优化对合成化学有用的天然酶功能，或重新利用天然酶来促进合成化学中已知的非天然反应。尽管经过了十年的广泛研究，但只有少数酶反应的例子既是自然界的新反应，也是合成化学的新反应。

“我们感兴趣的本质上是发现全新的酶促反应和酶催化的一般模式，”杨补充道。

进入光生物催化，其中光用于激发酶产生能量(通常以自由基的形式)以将一个分子转化为另一个分子。光生物催化是一个相对年轻的化学领域，它利用酶的选择性和效率，并将其与光的多功能性和可持续性相结合来创造新工艺，在这种情况下，就是非典型氨基酸。

相互作用的催化过程

在这项研究中，研究小组重点研究了磷酸吡哆醛 (PLP) 依赖性酶，这是一大类负责氨基酸代谢的酶。研究小组开发了一种相互作用的三重催化循环，其中光催化剂(一种基于铱的化合物)暴露在光线下，启动产生瞬时自由基的过程，而第二个循环使用光线再生光催化剂。