Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Bedre måte å lage unaturlige aminosyrer på

Anonim

Kjemikere ved The Scripps Research Institute (TSRI) har utviklet en sterkt forbedret teknikk for å gjøre aminosyrer ikke funnet i naturen. Disse "unaturlige" aminosyrene har tradisjonelt vært svært vanskelig å syntetisere, men er ettertraktet av farmasøytisk industri for deres potensielle medisinske bruksområder.

annonse


"Denne nye teknikken gir en veldig rask måte å forberede unaturlige aminosyrer, hvorav mange er medisinske kandidater eller byggesteiner for peptidmedikamenter, " sa Jin-Quan Yu, professor i TSRIs institutt for kjemi.

Yus lag har rapportert prestasjonen som en forskningsartikkel i 14. mars 2014-utgaven av tidsskriftet Science .

Utvide naturens alfabet

Aminosyrer er blant de mest grunnleggende komponentene i levende ting. Langkjeder av dem, oversatt fra DNA, brettes opp for å bli proteiner. Noen mindre grupperinger av aminosyrer danner hormoner, og noen få aminosyrer fungerer som signalbærende nevrotransmittere i hjernen.

Imidlertid finnes bare 21 aminosyrer i humane proteiner, og bare en håndfull andre har betydelige roller uten proteinfremstilling. I alt har flere hundre naturlige aminosyrer blitt katalogisert i levende organismer. Likevel er tusenvis teoretisk mulig, og forskere forventer at mange av disse unaturlige aminosyrene vil være medisinsk nyttige. "De tilbyr stort strukturelt mangfold, " sa Yu. Dessuten vil de med sine unaturlige strukturer ofte være relativt motstandsdyktig mot housekeeping-enzymer som bryter ned og resirkulerer naturlige aminosyrer i celler, og dermed bør de vare lenger i kroppen.

De mange foreslåtte bruksområder av unaturlige aminosyrer inkluderer anti-kreft medisiner, antibiotika som vil kunne motvirke bakteriell motstand, og legemidler som hemmer dannelsen av amyloidaggregater som de som ses i Alzheimers, Parkinsons og andre sykdommer.

I prinsippet kan en unaturlig aminosyre fremstilles ved å ta en naturlig aminosyre - eller et nært besluttet molekyl - og kjemisk modifisere det. En felles strategi er å knytte nye molekyler til den andre av de to kjerne karbonatomer i aminosyren - "beta" karbonet som i naturlige aminosyrer er relativt lite av komplekse vedlegg.

I løpet av det siste tiåret har kjemikere utviklet bedre og bedre metoder for å gjøre denne typen modifikasjoner, men det innebærer brudd på veldig tøffe karbonhydrater, og store hindringer har blitt igjen.

Clever Chemistry

Men i den undersøkelsen som er beskrevet i det nye papiret, fant Yus gruppe, inkludert første forfattere Jian He, en kandidatstudent, og Suhua Li, en postdoktor, en betydelig enklere metode for å gjøre denne typen modifikasjon.

Den nye metoden benytter spesielle "ligand" -forbindelser, avledet fra de enkle organiske kjemikaliene pyridin og kinolin, for å forbedre evnen til en standard palladiumkatalysator til å bryte karbon-hydrogenbindingene. Yu lag viste at de kunne bruke pyridin og kinolin til å kutte to av disse tøffe bindene i en ønsket rekkefølge og i hvert tilfelle feste et molekyl fra en bred klasse av enkle organiske forbindelser kjent som aryler. Alternativt kan forskerne bruke kinolin til å feste et felles molekyl kjent som en olefin. I begge tilfeller oppnådde de feat raskere og enklere enn det som hadde vært gjort før.

"Mange karbonhydrogenaktiveringsreaksjoner som en gang var ute av rekkevidde er nå mulige med disse nye ligandene, " sa Yu.

På grunnlag av detaljerte studier av hvordan pyridin- og kinolinligander akselererer disse reaksjonene, jobber Yu og hans laboratorium allerede med andre generasjons ligander og raskere reaksjoner.

Yus laboratorium er en del av en samarbeidsavtale mellom TSRI og den farmasøytiske giganten Bristol-Myers Squibb. "I henhold til denne avtalen setter vi de nye metodene på jobb for å oppdage nye medisinske kandidater, " sa Yu. "Generelt forventer vi at disse nye utviklingene vil utvide omfanget av forskning på unaturlige aminosyrer som potensielle legemidler eller stoffblokk."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Scripps Research Institute . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. J. He, S. Li, Y. Deng, H. Fu, BN Laforteza, JE Spangler, A. Homs, J.-Q. Yu. Ligand-kontrollert C (sp3) -H-arylering og olefinering i syntese av unaturlige chirale-aminosyrer . Vitenskap, 2014; 343 (6176): 1216 DOI: 10.1126 / science.1249198