Researchers have discovered a way to be able to design efficient medicines by giving the compound a correct 3D orientation which is important for its биологический деятельность.
Развитие здравоохранения зависит от понимания биологии человека. болезнь, developing techniques and medicines for correct diagnosis and finally, treatment of the disease. After many decades of research scientists have gained an understanding of complex mechanisms which are involved in a particular disease which has led to many novel discoveries. But there are still several challenges that we face when it comes to finding and developing a new drug which would offer a novel way of treatment. We still have no медикаменты or methods to combat many diseases. The journey from first discovering a potential drug and developing it is not only complex, time-consuming and expensive but sometimes even after years of study there are poor outcomes and all hard work goes in vain.
На основе структуры дизайн препарата в настоящее время является потенциальной областью, в которой были достигнуты успехи в отношении новых лекарств. Это стало возможным благодаря огромному количеству и растущему объему геномной, протеомной и структурной информации, доступной для людей. Эта информация позволила идентифицировать новые цели и исследовать взаимодействия между лекарствами и их мишенями для открытия новых лекарств. Рентгеновская кристаллография и биоинформатика позволили получить обширную структурную информацию о наркотик цели. Несмотря на этот прогресс, серьезной проблемой в открытии лекарств является способность контролировать трехмерную (3D) структуру молекул - потенциальных лекарств - с точностью до мельчайших деталей. Такие ограничения - серьезное препятствие для открытия новых лекарств.
В исследовании, опубликованном в Наука, Группа ученых, возглавляемая исследователями из Центра аспирантуры Городского университета Нью-Йорка, разработала способ, который позволяет изменять трехмерную структуру химических молекул быстрее и надежнее в процессе открытия лекарств. Команда основывалась на работе Нобелевского лауреата Акиры Судзуки, химика, который разработал реакции кросс-сочетания, которые показали, что два атома углерода могут быть связаны с использованием палладиевых катализаторов, и он получил Нобелевскую премию за эту конкретную работу. Его первоначальное открытие позволило исследователям быстрее конструировать и синтезировать новые лекарственные препараты, но оно ограничивалось созданием только плоских 3D-молекул. Эти новые молекулы успешно применялись в медицине или промышленности, но метод Судзуки нельзя было использовать для управления трехмерной структурой молекулы в процессе проектирования и разработки нового лекарства.
Большинство биологических соединений, используемых в области медицины, являются хиральными молекулами, что означает, что две молекулы являются зеркальным отображением друг друга, хотя они могут иметь одинаковую двумерную структуру - например, правую и левую. Такие зеркальные молекулы будут иметь различный биологический эффект и реакцию в организме. Одно зеркальное отображение может быть полезно с медицинской точки зрения, а другое - отрицательно. Ярким примером этого является трагедия с талидомидом в 2-х и 1950-х годах, когда препарат талидомид был прописан беременным женщинам в качестве успокаивающего средства в виде обоих его зеркальных отражений, одно зеркальное отображение было полезным, но другое вызывало разрушительные врожденные дефекты у новорожденных. тем женщинам, которые употребляли неправильный препарат. Этот сценарий придает значение контролю выравнивания отдельных атомов, которые составляют трехмерную структуру молекулы. Хотя реакции кросс-сочетания Сузуки обычно используются при открытии лекарств, пробел еще предстоит заполнить в манипулировании трехмерной структурой молекул.
Это исследование было направлено на достижение контроля, который помог бы избирательно формировать зеркальные изображения молекулы. Исследователи разработали метод, позволяющий тщательно ориентировать молекулы внутри их трехмерных структур. Они первыми разработали статистические методы, которые предсказывают результат химического процесса. Затем эти модели были применены для разработки подходящих условий, в которых можно было бы контролировать трехмерную молекулярную структуру. Во время реакции кросс-сочетания, катализируемой палладием, добавляются различные добавки фосфина, которые влияют на конечную трехмерную геометрию продукта кросс-сочетания, и понимание этого процесса имело решающее значение. Конечная цель заключалась в том, чтобы либо сохранить трехмерную ориентацию исходной молекулы, либо инвертировать ее, чтобы получить ее зеркальное изображение. Методика должна «выборочно» либо сохранять, либо инвертировать геометрию молекулы.
Этот метод может помочь исследователям создавать библиотеки разнообразных по структуре новых соединений, в то же время имея возможность контролировать трехмерную структуру или архитектуру этих соединений. Это позволит быстрее и эффективнее открывать и разрабатывать новые лекарства и лекарства. Открытие и разработка лекарств на основе структуры имеет неиспользованный потенциал, который можно использовать для открытия новых лекарств. После того, как лекарство открыто, предстоит пройти еще долгий путь от лабораторных испытаний до испытаний на животных и, наконец, клинических испытаний на людях, только после которых лекарство станет доступным на рынке. Текущее исследование обеспечивает прочную основу и подходящую отправную точку для процесса открытия лекарств.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Zhao S et al. 2018. Энантиодивергентное Pd-катализируемое образование связи C – C стало возможным благодаря параметризации лиганда. Наука. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
