В исследовании с последствиями для будущего лекарств, Скриппс исследования ученых показали, что они смогли превратить простые химикаты в уникальном 3-D структуры, напоминающие те, которые встречаются в природе-структур с заданными свойствами для лекарственных средств.
В процессе, они нашли потенциальный наркотиков приводят к воспалительным заболеванием, которое сейчас расследуется дальше. Исследование появляется в химии природы.
«Мы смогли начать с плоской молекулы и использовать одну химическую операцию, чтобы создать более сложные фигуры, такие как те, которые вы ожидаете от метаболитов лекарственных растений и морских организмов», — говорит Райан Shenvi, к. м. н., Скриппс исследования, профессор химии и старший автор исследования. «По сути, мы нашли способ преодолеть разрыв между синтетическим пространство и натуральные продукты, открывая целый новый мир для изучения потенциальных лекарственных средств.»
Преимущество природы
В области лекарственных препаратов, соединений, сделанных природой, как полагают, имеют ряд преимуществ над синтетическими молекулами, которые создаются из простых химическое сырье. Многое из этого связано с их формой: так называемые «натуральные продукты», как правило, имеют сложный, шарообразные 3-D структуры, которые связывают точнее с молекулами в организме, обеспечивая благоприятные атрибутами наркотиков, таких как меньше побочных эффектов.
Синтетические молекулы, используемые на ранних стадиях обнаружения наркотиков, с другой стороны, обычно плоские, простые структуры, которые являются более вероятно, широко взаимодействуют с другими молекулами в организме. Однако, поскольку они так легко создавать, они более широко доступны для экспериментов. Когда ученые ищут новое лекарство для лечения конкретного заболевания, они часто обращаются к библиотекам миллионов синтетические молекулы в надежде найти иголку в стоге сена.
«Но больше сена не обязательно означает, что вы найдете больше игл», — говорит Shenvi. «Как правило, просто означает больше сена».
Спасаясь Флатландии
По этой причине, Shenvi и его исследований Скриппса лаборатории работаю уже несколько лет на создание новых инструментов, чтобы «избежать Флатландии» — или строить лучше лекарств-кандидатов, чем плоские молекулы, которые доминируют традиционные наркотики-скрининг библиотек. Подход, описанный в химии природы опирается на удивительную химическую реакцию наткнулся на группу Shenvi в 2015 году.
«Никто не мог бы предсказать, что эта реакция будет работать», — говорит первый автор Бенджамин Хаффмана, а предускорителя сотрудник в лаборатории Shenvi по. «Мы даже пробовали искусственный интеллект-технологии прогнозирования, которая в настоящее время развернута.»
Но поскольку эксперимент будет относительно быстрым, Хаффмана и Shenvi решил в любом случае попробовать, проверить его на простые химические соединения, известные как бутенолидов, которые являются побочными продуктами из кукурузы нефтеперерабатывающей промышленности. К их удивлению, соединения склеиваемых почти мгновенно-их электронные облака объединяются, чтобы сформировать новую молекулу с неожиданные сложности. Замечательная скорость реакции пробудили их интерес и предложил необычную движущей силой, которая может стать общей.
«Нашим следующим шагом было выяснить, если эта реакция будет взаимодействовать с другими молекулами, которые имеют разные свойства,» Shenvi говорит. «Итак, мы создали небольшую коллекцию этих необычных построений».
Скоростью преобразования
Первоначальные эксперименты показали, что реакция имеет такой же эффект на различные типы плоские синтетические молекулы, превращая их в желательно 3-Д формы, которые выглядят как они могли бы быть образованы в живой клетке.
Значительная часть исследования, потом пыталась понять, ретроспективно, как реакция произошла, в первую очередь, которые требуют сотрудничества с Кендалл Хоук, кандидат наук, в Университете Калифорнии, Лос-Анджелес, и постдокторант Shuming Чен, доктор философии, в Хоук лаборатории. Одна из проблем была скорость реакции; это произошло, необъяснимо быстро, оказания часто используемых инструментов измерения бесполезны.
Shenvi уподобляет реакция на «варп-двигатель» в сериале «Стартрек», что позволило межзвездных путешественников, достигать новых рубежей космоса быстрее, чем когда-либо прежде. Однако, этот химический варп-двигатель позволяет исследователям изучить отдаленные регионы химической пространства.
Уже, этот подход появился один потенциальный новый препарат свинца: соединение, которое ингибирует экспрессию белка известно, играют важную роль в аутоиммунных заболеваниях.
После передачи соединение коллекцию Калибр в высокопроизводительного скрининга учреждение, одна из молекул, был тут же опознан Скриппса научные кадры ученый Эмили подбородок, доктор философии, и профессор Люк Lairson, кандидат медицинских наук, химического факультета, своей способностью действовать на клетки сигнальный путь, известный как сгаз/Стинг. Этот путь играет ключевую роль в воспалении и вовлечен в аутоиммунные нарушения. В Lairson и лабораторий Shenvi продолжают расследовать возможную зацепку.
«Мы сейчас делаем шаг назад, чтобы внимательно проанализировать химии и посмотреть, если мы можем расширить такого результата в других областях», — говорит Shenvi. «Наша цель-стереть грань между синтетическими и природного пространства продукта и включить открытие новой болезни-соответствующие механизмы».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!