Их открытие, опубликованное сегодня в журнале Chem, дает производителям лекарств важный строительный блок для создания лекарств, которые до сих пор производятся с помощью сложных процессов, приводящих к большому количеству отходов.
Это новое открытие может позволить производителям лекарств создать этот строительный блок всего за один шаг, сказал Дэвид Нагиб, старший автор исследования и доцент кафедры химии и биохимии в штате Огайо.
Молекулы лекарства должны правильно взаимодействовать с молекулами внутри человеческого тела, чтобы быть эффективными.
Это похоже на встречу двух людей: каждый должен использовать свою правую руку, чтобы пожать друг другу руки. Если один человек пытается использовать левую руку, это просто не работает.
«Другой способ взглянуть на это – это то, что наркотики действуют как замок и ключ, и вы должны вставить левый ключ в левый замок», – сказал Нагиб.
Наиболее распространенное расположение молекул, используемых в лекарствах, чтобы они могли эффективно взаимодействовать с молекулами человека, называется хиральным пиперидином.
В настоящее время производители лекарств синтезируют это расположение молекул, используя обходной процесс, который включает создание смеси и, по сути, выброс ее половины.
«Раньше не было доступного метода, который просто менял бы одну углерод-водородную связь на такую углерод-углеродную связь», – сказал Цзусяо Чжан, ведущий автор исследования и научный сотрудник лаборатории Нагиба. "И мы выяснили, что с помощью свободных радикалов мы можем добиться этого."
Суть их открытия заключается в химических связях, из которых состоит молекула. Исследователи рассмотрели ряд лекарств и посмотрели, как создаются их молекулы.
Во-первых, противораковый препарат нирапариб – таблетка, применяемая для лечения рака яичников, – использует хиральный пиперидин. Но для его производства производители лекарства должны создать ряд симметричных смесей, а затем отделить части, пока они не дойдут до асимметричной молекулы, необходимой для того, чтобы лекарство стало эффективным.
Синтетическое создание этого хирального шестигранного кольца было проблемой, которая беспокоила химиков на протяжении десятилетий. На самом деле это было настолько сложно, что когда Чжан впервые обратился к Нагибу с просьбой решить эту проблему, Нагиб не был уверен, что это правильная проблема.
«Успех этой химии был полностью достигнут благодаря смелости и амбициям Цзусяо решить такую сложную проблему», – сказал Нагиб.
Это фундаментальное изменение, которое, как надеется Нагиб, может упростить производство ряда лекарств.
«Это другой способ делать что-то», – сказал он. "Это похоже на полет самолета над Атлантикой. Это ярлык, вместо того, чтобы иметь лодку? Да, это более эффективный способ, но это также принципиально другой способ. Если вы летите через Атлантику, теперь вы можете заниматься другими делами – вы можете летать в других местах.
Вот что это."
Работа поддержана Национальным институтом здравоохранения и Национальным научным фондом.