РЕКЛАМА

Повышение эффективности лекарств за счет коррекции трехмерной ориентации молекул: шаг вперед к новой медицине

НАУКАХИМИЯПовышение эффективности лекарств за счет коррекции трехмерной ориентации молекул: шаг вперед к новой медицине

Исследователи обнаружили способ создания эффективных лекарств, придав соединению правильную трехмерную ориентацию, которая важна для его биологической активности.

Развитие здравоохранения зависит от понимания биологии человека. болезнь, разработка методик и лекарств для правильной диагностики и, наконец, лечения болезни. После многих десятилетий исследований ученые пришли к пониманию сложных механизмов, вовлеченных в конкретное заболевание, что привело к множеству новых открытий. Но есть еще несколько проблем, с которыми мы сталкиваемся, когда дело доходит до поиска и разработки нового лекарства, которое предложит новый способ лечения. У нас до сих пор нет лекарств или методов борьбы со многими болезнями. Путь от первого открытия потенциального лекарства и его разработки не только сложен, требует много времени и дорого, но иногда даже после многих лет обучения результаты остаются неудовлетворительными, а вся тяжелая работа оказывается напрасной.

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 поможет выборочно формировать зеркальные изображения молекулы. Исследователи разработали метод тщательной ориентации молекул в их трехмерных структурах. Они первыми разработали статистические методы, которые предсказывают исход химического процесса. Затем эти модели были применены для разработки подходящих условий, в которых 3D молекулярный структуру можно было контролировать. Во время реакции перекрестного сочетания, катализируемой палладием, добавляются различные фосфиновые добавки, которые влияют на конечную трехмерную геометрию продукта перекрестного сочетания, и понимание этого процесса было решающим. Конечная цель состояла в том, чтобы либо сохранить 3D ориентация исходной молекулы или перевернуть ее, чтобы получить ее зеркальное отображение. Методология 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. Наукаhttps://doi.org/10.1126/science.aat2299

Команда SCIEU
Команда SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значительные достижения науки. Воздействие на человечество. Вдохновляющие умы.

Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

- Реклама -

Самые популярные статьи

Долголетие: физическая активность в среднем и пожилом возрасте имеет решающее значение

Исследование показывает, что длительная физическая активность может ...

Круглые черви возродились после того, как они были заморожены во льду в течение 42,000 лет

Впервые нематоды покоящихся многоклеточных организмов были...

"Автофокальные очки", прототип очков для коррекции пресбиопии (потеря зрения вблизи)

Ученые из Стэнфордского университета разработали прототип ...
- Реклама -
97,953Поклонникиподобно
62,794ПодписчикиПодписаться
1,900ПодписчикиПодписаться
31ПодписчикиПодписаться