來自普林斯頓大學的研究人員在《科學》（Science）雜志上報道稱他們制造出了一種人造酶，可以充當催化劑用氟原子替代一種藥物分子的某些氫原子。這種交換可穩定這種分子，使得它能夠耐受可導致藥物失活或生成有毒副產物的肝酶。

領導這一研究的是普林斯頓大學化學教授John Groves。Groves實驗室的兩位華人研究生劉偉（Wei Liu，生物通音譯）和黃雄毅（Xiongyi Huang，生物通音譯）分別為這篇論文的第一和第二作者。“用氟替代分子中的氫原子往往會導致更高的藥效和更低的毒性，”劉偉說。

Groves說用氟替代氫改變了肝酶修飾藥物的能力。肝酶可以分解藥物和其他進入人體的外來物質產生稱作代謝產物的副產物。有時候代謝產物會以有害的方式與肝細胞相互作用，引起不必要的副效應。Groves說氟可以減少或消除代謝產物的生成是因為肝酶無法分解含氟的藥物。

Groves說：“這一策略就是將氟放置到分子位點上阻斷肝酶代謝?！痹谀承┣闆r下，肝酶可能根本無法分解這種含氟的藥物，從而使得更多的藥物能夠留在身體里。

這種人造酶可用于藥物發現和開發，包括改造現有的藥物如類固醇。類固醇被用作抗炎藥物，及避孕藥并用于激素替代治療。通過氟化作用或許能使類固醇激素得到改進，其中包括躋身藥物銷售前200名的孕酮、倍美力（premarin）和雌二醇等。該酶還能夠使生產許多藥物放射性示蹤版本變得更為簡單和便宜，這些藥物可用于醫用成像來了解藥物在身體內起作用的機制和部位。

哈佛大學化學副教授Tobias Ritter說這種催化劑不同尋常的能力代表了“氟化領域一個質的飛躍。”

Ritter 說：“論文中描述的最令人感到興奮的進展是利用一種氟化物-氧化物混合物將碳-氫鍵轉變為碳-氟鍵的基本反應。在過去化學家們不僅無法完成這樣的反應，我們也沒有意識到自然中有類似的反應發生。”

研究人員制造出的這種催化劑打斷了藥物分子上的碳-氫鍵，用氟代替了氫。催化劑一開發出來，由William Goddard III領導的加州理工學院研究小組就構建出了計算機模型來探究其作用。

這種人造酶在結構上與自然存在的一種稱作細胞色素P450的基于鐵的肝酶相似，P50通?？捎醚踉犹娲鷼?。新的催化劑轉而利用了金屬錳作為中心原子。Groves說因為錳催化劑模擬了人類肝酶的行為，當在藥物開發中應用這一催化劑時生產的化合物不太可能被那些天然的酶分解。

這項工作是從Groves實驗室對細胞色素P450的研究工作發展而來。在2010年，劉偉和Groves在《美國化學協會雜志》（Journal of the American Chemistry Society）上報告稱成功地開發出一種基于錳的人造P450，能夠用氯原子替代氫，使得藥物分子更加具有活性。

猜想這種催化劑也能夠用氟替代氫，劉偉測試了不同的含氟材料，最終發現氟化銀組合四丁基氟化銨三水合物（tetrabutylammonium fluoride trihydrate）可導致藥物氟化。黃雄毅分離出純錳催化劑晶體，利用計算機協助了分子建模。

在藥物開發中利用這種催化劑的一個優勢在于它采用了一種稱作氟化銀的氟穩定形式作為基礎材料，替代了可與許多其他原子反應并可能爆炸的氟氣。