Химики из Еврейского университета совершили открытие, которое может изменить подход к созданию новых лекарств. Они представили принципиально новый способ модификации сложных молекул, позволяющий с высокой точностью и чистотой встраивать в них дихлорметильную группу — важнейший элемент для фармацевтики, пишет Phys.org.
Традиционные методы синтеза, основанные на использовании агрессивных реагентов, тяжелых металлов или радиационного воздействия, часто приводят к разрушению целевой молекулы или образованию большого количества побочных продуктов. Команда ученых под руководством профессора Дмитрия Цвелиховского пошла по иному пути. Вместо того чтобы «ломать» молекулу, заставляя ее вступать в реакцию, специалисты использовали ее собственные электронные свойства.
В качестве главного инструмента была выбрана аминокислота пролин. В отличие от стандартных катализаторов, пролин действует как миниатюрная «молекулярная машина». Он временно связывается с целевой молекулой и принудительно придает ей строго определенную трехмерную форму. Это геометрическое ограничение естественным образом изменяет распределение электронной плотности внутри, делая ее реакционноспособной именно в нужном месте.
Самым поразительным открытием стала уникальная система контроля качества, заложенная в саму химическую реакцию. Этот механизм, названный учеными «стереохимически управляемым разрешением», работает по принципу естественного отбора. В процессе взаимодействия образуются две различные пространственные формы промежуточного соединения — своего рода «правильный» и «неправильный» ключи.
Критически важно, что дальнейшая реакция протекает исключительно с идеально сконфигурированной структурой, беспрепятственно приводя к образованию целевого продукта. Вторая, менее удачная конфигурация не превращается в загрязняющую примесь. Вместо этого она обратимо возвращается к исходным веществам, что было наглядно подтверждено в ходе очистки.
Последствия открытия выходят далеко за рамки фундаментальной науки. Дихлорметильная группа служит универсальной платформой для дальнейшей модификации. Присоединив ее, химики могут достраивать молекулу, улучшая ее биодоступность, безопасность или силу терапевтического действия. Новый метод позволяет делать это с объектами, которые раньше были недоступны для синтеза.
Команда уже успешно применила свою платформу к молекулам, лежащим в основе антибиотиков нового поколения, сложных природных соединений и нейроактивных веществ, взаимодействующих с серотониновыми рецепторами в мозге. Это открывает прямой путь к созданию лекарств от болезней, для которых пока нет эффективного лечения.
Помимо высокой эффективности, новый метод отвечает современным требованиям «зеленой химии». Использование пролина — дешевого, нетоксичного и биоразлагаемого вещества — позволяет отказаться от тяжелых металлов, которые наносят вред окружающей среде и требуют сложной утилизации. Снижение количества побочных продуктов упрощает очистку и удешевляет весь производственный цикл.
Таким образом, работа израильских ученых превращает многолетний химический тупик в надежную и программируемую платформу. Это дает химикам-фармацевтам мощный новый инструмент для разработки, тестирования и производства жизненно важных терапевтических средств, создание которых ранее считалось невозможным.
Тем временем российские ученые предложили новый метод создания наноструктур.
Источник: hi-tech.mail.ru