Черпая вдохновение из природы, Университет Висконсин-Мэдисон обнаружили химики эффективный способ спорить долго, извилистой молекулы образуют крупные кольца-кольца, которые составляют основу многих лекарственных препаратов, однако трудны для того чтобы произвести в лаборатории.
Работа может представлять предварительные прогресс в расшифровке просто как ферменты, отточенные эволюцией, настолько качественно произвести природных соединений. Более того, новый метод может помочь исследователям синтезировать препараты, у которых есть Большой кольцевой магистрали, такие как гепатит. Результаты исследования были опубликованы декабря. 19 в журнале Science.
Природа предпочитает расстройство длинной, гибкой молекулы к приказу жесткое кольцо, которое делает его трудно для химиков, чтобы уговорить Большого кольца, чтобы сформировать в лаборатории. «Если линейные молекулы вам достаточно долго, это как если бы концы не знаю больше, что они связаны, и они, скорее всего, связь с другими молекулами, так как они пришли вместе», — говорит UW-Мэдисон профессор химии Сэм Gellman, ведущий автор доклада.
Еще биологические ферменты могут легко свести эти концы вместе и форма колец всех размеров. Они совершить этот подвиг благодаря своей сложной трехмерной фигуры, которые выступают в качестве специализированных замок-линейная молекула подходит, как ключ в только правильный путь для организованной реакции.
Как изучать, как ферменты работают и имитировать их способности, команда Gellman оказалось гораздо меньше, трехмерные белковые молекулы, называемые foldamers, что их лаборатория помогает развиваться.
Потому что foldamer имеет трехмерную форму, которая может захватывать на концах гибкие молекулы предшественника, он значительно увеличивает вероятность того, что концы найти друг друга. В то же время foldamer катализирует правильная реакция, которая связывает концы в замкнутое кольцо. Результат прост и предсказуем синтез сложный, и полезный, молекулярная форма.
«Как химики, мы видим, как чрезвычайно эффективного ферментов в реакциях, которые трудно выполнить в колбе, но мы не понимаем, как они работают», — говорит Gellman. «Если мы узнаем, как эти маленькие катализаторы foldamer работы, мы можем создать катализаторы, которые являются эффективными для различных реакций. В конечном счете, возможно, мы можем инициализировать наш путь к foldamers, что действительно ферментной активности.»
Аспирант и ведущий автор Гервину Zebediah начаты исследования по тестированию способностей коротких спиральных foldamer. Гервину пытались использовать foldamer согнуть линейных молекул, содержащих девять атомов углерода, так что образуется кольцо. Но вместо кольца из ожидаемого размера, Гервину получил один вдвое больше — в результате двух молекул прекурсора первого соединения и затем Замыкая круг.
«Это обычная ситуация в науке. Вы попробуйте что-то и это не сработает так, как вы ожидали», — говорит Gellman. «Задача состоит в том, чтобы определить, когда неожиданный результат-это так интересно, как первоначальная цель, или еще интереснее».
Руководствуясь этой Серендипити, Гервину начал тестировать, насколько хорошо foldamer может производить крупные кольца казалось предпочесть создание. Он обнаружил, что он мог легко изготовить кольца составил от 12 до 22 атомов углерода при реактивном сайтов foldamer, где замыкание кольца происходит, выстроились с другом на одной стороне. Эта ориентация привела двух концах различные линейные молекулы достаточно близко, чтобы взрыватель.
В качестве доказательства правильности концепции для новой техники, Гервину синтезировал природные robustol продукт с нуля. Получаемое из листьев австралийского шелковистого дуба, robustol весит здоровенный 22-атома кольца.
Команда Gellman наиболее взволнован о потенциале для foldamers катализировать другие полезные реакции и, возможно, поможет разгадать давние тайны о том, как ферменты, химические виртуозы природы, производят молекулы, необходимые для жизни, просто устраивая амино кислоты строительных блоков в правильную форму. В то время как эти ответы несколько лет, кольцо-закрытия технику они обнаружили, могли бы более оперативно использовать синтезирования лекарств-кандидатов. Гепатита С наркотиками vaniprevir, который используется в Японии и в поздней стадии судебных разбирательств в США, содержится такое большое кольцо.
Реальный потенциал foldamers вытекает из их разнообразия. Химики могут сделать почти бесконечное разнообразие foldamers в лаборатории, потому что они имеют доступ к более блоков, чем в природных белков. Это позволяет химикам для создания более полезных катализаторов, что привело Gellman патентных определенных foldamers и нашли компанию долголетия биотехнологии для изучения их лечебных целях.
Идти вперед, что богатство вариантов позволит исследователям организовать эти катализаторы в фигуры могли оказаться полезными в самых неожиданных направлениях. Скажу только дополнительные исследования.
«Мы действительно не знаем, что эти катализаторы способны сделать», — говорит Гервину. «Потребуются годы, чтобы выяснить их потенциал, и важно, что мы забрасывал сеть и поддерживать мнение о том, что мы можем сделать с помощью этих новых инструментов».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!