Singapur Ulusal Üniversitesi’ndeki (NUS) kimyacılar, deoksiribonükleik asitin (DNA) yalnızca genetik materyal olarak değil, aynı zamanda tıbbi bileşiklerin daha verimli üretimi için bir araç olarak yeni bir kullanım alanı buldular. DNA’nın fosfat adı verilen belirli kısımları, bir bileşiğin istenen ayna görüntüsü versiyonunu seçici olarak üretmek için kimyasal reaksiyonları yönlendiren küçük “eller” gibi davranabilir.
Pek çok tıbbi bileşik kiraldir, yani vücutta çok farklı davranabilen sağ ve sol el gibi iki ayna görüntüsü biçiminde gelirler. Bu önemli bir husustur çünkü birçok ilaç yalnızca ayna görüntüsü formlarından birinde çalışır. Örneğin, “sağ elini kullanan” versiyonu bir hastalığı tedavi edebilirken, “sol elini kullanan” versiyonu etkisiz, hatta zararlı olabilir. Doğru versiyonu oluşturmak çoğu zaman zordur ancak bu yeni DNA temelli yaklaşım, süreci daha basit ve daha çevre dostu hale getirebilir.
Canlı organizmalarda DNA ve proteinler doğal olarak birbirlerini çekerler çünkü DNA’nın fosfat grupları negatif yüklüyken, birçok protein yapı taşı pozitif yüklüdür. NUS Kimya Bölümü’nden Yardımcı Doçent Zhu Ru-Yi liderliğindeki araştırma ekibi, aynı çekimin gerekli ürünleri üretmek için kimyasal reaksiyonları kontrol etmek ve yönlendirmek için kullanılıp kullanılamayacağını araştırdı.
DNA’daki belirli fosfat gruplarının, kimyasal reaksiyon sırasında pozitif yüklü reaktanları çekip yönlendirebildiğini keşfettiler. Bu, bir mıknatısın metal bir boncuğu yavaşça doğru yöne çekmesine benzer. Bu “iyon eşleştirme” etkisi, reaktanları yakın ve belirli bir yönelimde tutar ve yalnızca bir ayna görüntüsü ürünü üretecek şekilde reaksiyonu belirli bir şekilde yönlendirir. Ekip bu etkiyi birkaç farklı kimyasal reaksiyon türünde gösterdi.
Araştırmacılar, DNA’nın hangi bölümlerinin sorumlu olduğunu tam olarak anlamak için “PS taraması” adı verilen yeni bir deneysel yöntem geliştirdiler. Araştırmacılar sistematik olarak DNA boyunca bireysel fosfatları yakından ilişkili benzerleriyle değiştirdiler ve ardından reaksiyonları tekrarladılar. Belirli bir konumun değiştirilmesi seçiciliğin düşmesine neden oluyorsa, bu durum o bölgedeki orijinal fosfatın reaksiyonu yönlendirmek açısından önemli olduğunu gösteriyordu.
Bu bulguları doğrulamak için Hong Kong Çin Üniversitesi’nden Profesör Zhang Xinglong ile işbirliği içinde bilgisayar simülasyonları gerçekleştirildi. Araştırma dergide yayımlandı Doğa Katalizi 31 Ekim 2025’te.
Yrd. Doç. Zhu, “Doğa hiçbir zaman DNA fosfatlarını katalizör olarak kullanmaz, ancak uygun şekilde tasarlanırsa yapay enzimler gibi davranabileceklerini gösterdik.
“Kavramsal bir atılım olmanın ötesinde, bu yöntem, özellikle farmasötik ürünlerde kullanılan karmaşık, yüksek değerli moleküllerin üretilmesi için kimyasal üretimi daha sürdürülebilir ve çevre dostu hale getirebilir.”
Ekip ileriye dönük olarak ilaç geliştirmeye yönelik kiral bileşikler oluşturmak amacıyla DNA fosfatlarını kullanmanın daha fazla yolunu keşfetmeyi planlıyor.
