Исследователи используют обмен фторида фосфора для «скрепления» новых молекул

Apr 29, 2023

7 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Лаборатория Колд-Спринг-Харбор

Для химиков, таких как профессор Джон Мозес из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL), разнообразие — это путь к открытиям. Чем больше молекул ученым придется исследовать, тем больше вероятность, что они найдут что-то полезное. Благодаря последним достижениям лаборатории Моисея они теперь могут быстро собирать огромное количество сложных молекул. Среди этих молекул Мозес надеется найти новые эффективные лекарства от рака. Исследование опубликовано в журнале Chem.

В сотрудничестве с двукратным нобелевским лауреатом К. Барри Шарплессом лаборатория Мозеса разработала химическое преобразование, которое они называют обменом фторида фосфора, или PFEx. PFEx эффективно соединяет химические строительные блоки для образования новых молекул в надежном процессе, известном как «химия кликов». Клик-химия уже предлагает химикам мощный набор инструментов. Будучи новейшим дополнением к этому набору инструментов, PFEx берет пример с биологии и использует фосфор в качестве химического соединителя.

Внутри клеток фосфор придает структуру ДНК и удерживает вместе необходимые молекулы, запасающие энергию. Это универсальный разъем. Он может легко соединять несколько химических групп. Эти группы можно расположить вокруг фосфорного концентратора для создания трехмерных форм.

Мозес говорит: «Природа признала его важность — это привилегированная группа. Если мы пытаемся создавать лекарства, взаимодействующие с биологией, мы не должны игнорировать этот факт».

Химики теперь могут использовать PFEx для объединения нескольких различных химических компонентов вокруг одного фосфорного концентратора. Включив больше фосфорных соединений, они могут создавать еще более сложные молекулы. «Сейчас мы украшаем эту трехмерную связь. И это позволит нам получить доступ к новому химическому пространству», — говорит исследователь CSHL Джошуа Гомер. «Когда вы получаете доступ к новому пространству, вы получаете доступ к новой функции».

Реакции PFEx могут даже позволить лекарствам захватывать свои цели внутри организма. Команда Мозеса уже начала изучать PFEx как источник средств для лечения рака. Одним из преимуществ этого подхода является то, что исследователи могут оптимизировать реакционную способность молекул, участвующих в реакциях PFEx. Это может гарантировать, что потенциальные лекарства будут взаимодействовать только с желаемыми целями, снижая риск побочных эффектов.

Исследователи ожидают, что их новый вид клик-химии поможет создать материалы с полезными свойствами. Например, PFEx можно использовать для включения антипиренов или противомикробных веществ в новые поверхности. Мозес говорит, что материалы PFEx будут иметь важное преимущество перед «вечными химикатами», содержащимися во многих сегодняшних продуктах. Фосфорные связи не слишком стабильны. Это означает, что их можно легко разобрать, когда продукт будет готов к переработке.

Больше информации: Джон Э. Мозес, Обмен фторида фосфора: многомерная каталитическая химия кликов на основе фосфорных соединительных узлов, Chem (2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.013. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00245-0

Информация журнала:Химия

Предоставлено Лабораторией Колд-Спринг-Харбор