Новый подход позволяет обходить «правило пяти» и создавать сложные трехмерные структуры из простых азотсодержащих соединений. Рассмотрим, какие возможности это открывает для фармацевтической отрасли.
Исследователи из Бристольского университета под руководством Вариндера Аггарвала внедрили метод формирования сложных трехмерных молекул при помощи обычного синего света. Этот способ позволяет преодолеть фундаментальное химическое правило, которое на протяжении многих лет ограничивало возможности фармацевтической отрасли.
Традиционно фармацевтическая индустрия опирается на плоские ароматические кольца, такие как бензол, для создания препаратов. Однако их жесткая двумерная структура часто оказывается неэффективной для взаимодействия с объемными биологическими мишенями в организме. Это приводит к плохой растворимости и возникновению побочных эффектов. Современная наука стремится заменять плоские структуры на жесткие трехмерные «каркасы», однако создание таких структур из простых компонентов до сих пор было крайне затруднительным.
Основным препятствием считалось так называемое «правило пяти» — природный закон, по которому химические реакции стремятся следовать путем наименьшего сопротивления, формируя предсказуемые, но не всегда необходимые плоские формы.
Команда исследователей нашла элегантное решение. Специалисты использовали простые азотсодержащие молекулы и добавили к ним фотокатализатор — вещество, способное поглощать энергию синего света. Когда смесь подвергалась воздействию синего света, катализатор передавал энергию молекуле. При этом специальная ацетильная группа у атома азота функционировала как программируемый переключатель, заставляя молекулу принимать необходимую жесткую трехмерную структуру, несмотря на стандартное «правило пяти».
Для демонстрации практической ценности метода ученые успешно синтезировали сложную трехмерную часть экспериментального препарата для улучшения когнитивных функций. После этого они продемонстрировали гибкость технологии, модифицируя полученные структуры различными химическими группами в процессе синтеза.
Исследователи уверены, что их концепция откроет новые горизонты для создания новых классов лекарственных средств со сложными углеродными каркасами. В настоящее время команда работает над адаптацией метода для создания гибридных структур sp³-гибридизации, которые считаются золотым стандартом в разработке современных лекарств.
Ученые также выявили значительный пробел в понимании функционирования белков. Оказалось, что вода на поверхности этих молекул не просто пассивная среда, а высокоорганизованная структура, являющаяся частью биологического механизма.
Фото: hi-tech.mail.ru