Een team van onderzoekers van de Universiteit van Illinois onder leiding van professor scheikunde M. Christina White heeft een nieuwe op mangaan gebaseerde katalysator ontwikkeld die de structuur van medicijnachtige moleculen kan veranderen om nieuwe medicijnen te maken. het versnellen van het tempo en de efficiëntie van de ontwikkeling van geneesmiddelen.

Hun bevindingen verschijnen in het tijdschrift Natuurchemie .

Veel geneesmiddelen bevatten alifatische en aromatische koolstof-waterstof steigers waaraan chemici zuurstofatomen op precieze locaties introduceren om het gedrag van het medicijn te dicteren. Alifatische moleculen hebben koolstof-waterstofbindingen die sterk zijn, alomtegenwoordig en moeilijk te manipuleren zonder andere, meer reactieve delen van het molecuul. Bijvoorbeeld, aromaten hebben een type binding dat vaak reactiever is dan alifatische koolstof-waterstofbindingen.

"De natuur vertelt ons in voorbeelden van medicijnen zoals erytromycine en Taxol dat door op strategische locaties specifieke waterstofatomen uit te wisselen met zuurstofatomen, chemici kunnen de functie van een medicijn controleren, " zei White. "Echter, koolstof-waterstofbindingen in alifatische structuren zijn enkele van de sterkste in de natuur, en onze eerder ontwikkelde methoden om ze om te zetten in koolstof-zuurstofbindingen - een proces dat oxidatie wordt genoemd - tolereren meestal geen aromaten, die ook veel voorkomen in drugs."

"We hebben een synthetische mangaankatalysator ontwikkeld die alifatische steigers kan oxideren in de aanwezigheid van aromaten die als kader dienen voor de meeste medicijnen, " zei White. White verwijst vaak naar wat haar groep doet als 'moleculaire chirurgie'. Beschouw deze mangaankatalysator als analoog aan een zaag die de schedel kan doorsnijden zonder de hersenen aan te raken, ze zei.

"Onze nieuwe katalysator doet het werk van een complex enzym, maar is een eenvoudige stof die basisprincipes gebruikt en in de koelkast kan worden bewaard, " zei ze. "Het zal medicijnontwikkelaars in staat stellen een waterstofatoom te vervangen door een zuurstofatoom zonder een nieuw medicijn helemaal opnieuw te hoeven maken."

Het team heeft de nieuwe mangaankatalysator gebruikt om oxidatie in 50 moleculen met succes aan te tonen. waarvan vier drugssteigers, met het potentieel om snel derivaten te produceren met verschillende biologische activiteiten of metabolieten. Dit is belangrijk omdat metabolieten - de bijproducten van het metaboliseren van een medicijn - soms bijwerkingen veroorzaken of actiever zijn dan het oorspronkelijke medicijn, zei Wit.

"Vooruit gaan, we geloven dat deze katalysator scheikundigen in staat kan stellen het ontdekkingsproces van geneesmiddelen te versnellen door nieuwe geneesmiddelen te produceren van oude en metabolieten te identificeren zonder nieuwe syntheses te hoeven doen, " ze zei.