Science：定向进化有望开发出新型的抗生素

在与人类及其抗生素的军备竞赛中，一边是有能力对抗生素进化出抗药性的细菌，另一边是人类的新盟友——其他细菌。

许多常见的抗生素，包括最为著名的抗生素，即青霉素，都是以一种称为β-内酰胺环的分子结构为基础的。这些被恰当地命名为β-内酰胺类抗生素的药物会干扰细菌构建它们的细胞壁的能力。

随着细菌对现有的抗生素产生抗药性，科学家们和制药公司努力创造新的抗生素。这意味着需要开展大量的研究工作来创造新类型的β-内酰胺类抗生素。

β-内酰胺类抗生素是通过采用链状分子并让它环化而制成的，这有点像把一根绳子的一端绑在这根绳子的中间打结。

最重要的挑战是精确控制这种环化反应发生在链状分子的哪个位置上。对于传统的合成化学，化学家们必须将额外的部分添加到他们想要变成β-内酰胺的链状分子上。如果没有这些额外的部分，这种打结最终将会在不对称的地方上形成，从而产生一些大的环和一些小的环。这对于想要生产一批稳定的抗生素的人来说是不可取的。但是，添加这些额外的部分会使得这种合成变得更加复杂，这是因为需要额外的步骤来添加它们，并且在这种环化完成之后，仍然需要更多的步骤来移除它们。