Yeni yöntem, ilaç keşfini hızlandırmak için bir moleküldeki tek atomu değiştiriyor

Bir kelimedeki bir harfi değiştirmek, kelimenin anlamını tamamen değiştirebilir. Benzer şekilde, bir moleküldeki bir atomun değiştirilmesi onun kimliğini tamamen değiştirebilir. Chicago Üniversitesi’ndeki bir grup kimyager, bir molekülün diğer bileşenlerini değiştirmeden tek atom düzenlemesi yapmanın yeni bir yolunu gösterdi. Yenilikçi yöntem, yaygın olarak kullanılan birçok ilacı da içeren, pirol olarak bilinen bir molekül ailesini oluşturmak için kullanılabilir ve önceki işlemlere göre önemli ölçüde daha basit, daha hızlı ve daha uygun maliyetlidir.

Mucitler, yöntemin yeni ilaçların keşfedilme sürecini hızlandırmaya yardımcı olabileceğini umuyor.

Makalenin ilk yazarlarından kimyager ve yüksek lisans öğrencisi Abigail Bracken, “Daha önce hiç yapılmamış ya da yapılmış olmasına rağmen çok pahalı olan pek çok pirol var” dedi. Doğa. “Bunun hem araştırma hem de ilaç keşfi için olanaklar açacağını umuyoruz.”

Yararlı moleküller yapmak

Piroller çoğu insanın duymadığı ama sessizce Dünya’da yaşamı mümkün kılan şeylerden biridir. Örneğin piroller, kanımızın oksijen taşımasını sağlayan hemin ve bitkilerin fotosentez yapmasını sağlayan klorofilin temelini oluşturur.

Ancak laboratuvarda sentezlenmeleri çok zor olabiliyor, bu da onlarla yapılabilecek deneylerin miktarını sınırlıyor.

Bununla birlikte, pirollerin neredeyse ikiz molekül ailesi vardır: izoksazoller, tek bir atom dışında yapıları hemen hemen aynı olan çok yaygın moleküllerin başka bir ailesi. Pirollerin bir karbon atomu olduğu durumda izoksazollerin bir oksijen atomu vardır. Ve bunları laboratuvarda yapmak çok çok daha kolaydır.

Aynı zamanda makalenin ortak yazarlarından biri olan kimyager ve yüksek lisans öğrencisi Alexa Lawrie, “Örneğin, yaptığımız moleküllerden birinin izoksazol versiyonunun fiyatı gram başına 11 dolar, ancak bu molekülün pirol versiyonunun fiyatı gram başına 2.000 dolar” dedi.

Bracken ve Lawrie, moleküllerde büyük değişiklikleri daha kolay yapmanın yollarını bulma konusunda uzmanlaşmış Prof. Mark Levin’in laboratuvarının üyeleridir; bu yaklaşıma “iskelet düzenleme” adını veriyorlar. Normalde yeni bir molekül yapmak istiyorsanız sıfırdan başlamanız gerekir; Levin laboratuvarı, bilim adamlarının atomları mevcut moleküllerin içine ve dışına hızla değiştirmesine olanak tanıyan teknikler tasarlıyor.

Ekip, tek bir atomu değiştirerek izoksazolleri doğrudan pirollere dönüştürmenin bir yolunu bulup bulamayacaklarını görmek için yola çıktı.

Zorlu deneme yanılma sonrasında, gerekli adımların sayısını önemli ölçüde azaltan ve süreci yalnızca bir ila iki güne indiren bir teknik keşfettiler. Yeni işlem, önceki yöntemlerden farklı olarak baştan sona aynı şişede de tamamlanabiliyor.

Anahtarın, üç karbon atomu içeren belirli bir atom grubunu (propargil grubu olarak bilinir) halkaya eklemek için bir ikame reaksiyonu kullanmak, ardından halkayı kesmek ve oksijen atomunu yeni karbon atomlarından biriyle değiştirmek olduğu ortaya çıktı.

Kapsamın genişletilmesi

Ekip, bulgunun yeni ilaçlar geliştirmek isteyen farmasötik bilimciler için son derece yararlı olabileceğini söyledi.

Lawrie, “Bu, daha önce zaman alıcı ve pahalı olan, test etmek için çok hızlı bir şekilde bir dizi farklı pirol oluşturabileceğiniz anlamına geliyor” dedi.

Aynı zamanda moleküllerin hangi bölümlerinin farklı eylemler gerçekleştirdiğini belirleyen testler için de faydalıdır; bu, daha iyi ilaçlar tasarlamak için temel bilgidir.

Bracken, “Yüzüğü aynı tutabilir ve her seferinde yalnızca bir atomu değiştirebilirseniz, bu, bir ilacın nasıl çalıştığını ve hangi parçaların hangi eylemleri gerçekleştirdiğini keşfetmek için çok yararlı olabilir” diye açıkladı.

Ekip üyelerinin kimyayı genişletmeye devam etmeyi planladıklarını söylediler.

Lawrie, “Bu yöntem her bir varyasyonda işe yaramıyor, bu nedenle reaksiyonun kapsamını genişletmek gerçekten ilginç olurdu” dedi.