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Il nuovo metodo molecola costruzione può avere grande impatto su industria farmaceutica

Gli scienziati al The Scripps Research Institute (TSRI) hanno inventato un nuovo metodo molecola costruzione che è probabile avere un effetto principale sull'industria farmaceutica e su molte altre a imprese basate a chimica.

Il metodo, pubblicato come un primo documento online della versione nella scienza il 21 aprile 2016, permette che i chimici costruiscano novello, complesso e molecole potenzialmente molto apprezzate, a partire da una grande classe di composti conosciuti come gli acidi carbossilici, che sono relativamente economici e non tossici. Gli acidi carbossilici includono gli amminoacidi che fanno le proteine, gli acidi grassi trovati in animali ed in piante, l'acido citrico, l'acido acetico (aceto) e molte altre sostanze che già sono prodotte in quantità industriale.

“Questo è uno dei metodi più utili abbiamo lavorato mai con e principalmente comprende i materiali che ogni chimico ha accesso a già, in modo da penso che l'interesse in si espanda rapido,„ ha detto il ricercatore principale Phil S. Baran, professore di Darlene Shiley di chimica a TSRI.

“Questa nuova scoperta emozionante rappresenta un avanzamento che significativo nella nostra capacità di trasformare le molecole organiche semplici e sviluppare rapido le strutture complesse da disponibile facilmente materiale-pensiamo utilizzarlo sia nella scoperta che nello sviluppo dei composti biologicamente attivi che aiutano i pazienti a prevalere sopra la malattia seria,„ abbiamo detto il co-author Martin D. Eastgate, un Direttore nello sviluppo chimico e sintetico a Bristol-Myers Squibb, che ha partecipato allo studio come componente di una collaborazione di lunga durata della ricerca fra Bristol-Myers Squibb e TSRI.

Il nuovo metodo è una modifica di che cosa è già uno degli insiemi più ampiamente usati delle reazioni chimiche: reazioni diformazione dell'ammide. Questi si presentano naturalmente in celle per cucire insieme gli amminoacidi nelle proteine, per esempio. Dagli anni 40, quando si sono trasformati in in uno strumento popolare per i chimici del laboratorio, sono stati strumentali nella scoperta di molti nuovi composti come pure nuovi metodi per la sintetizzazione dei composti.

Le reazioni diformazione dell'ammide accoppiano gli atomi di carbonio sugli acidi carbossilici agli atomi dell'azoto su un'altra vasta classe di composti chiamati ammine. Le reazioni sono relativamente sicure e facili e producono l'acqua, H2O, come co-prodotto. I chimici lungamente hanno sognato di usando tecniche similmente economiche e facili per fare gli accoppiamenti del carbonio--carbonio. Quello permetterebbe loro di sintetizzare e potenzialmente si trasforma nelle droghe ed altri prodotti utili, un numero enorme di molecole organiche che precedentemente sono state inaccessibili.

Carbonio a carbonio

Il metodo ha inventato da Baran e dai suoi repurposes del gruppo essenzialmente la strategia diformazione dell'ammide tradizionale per raggiungere gli accoppiamenti del carbonio-carbonio. Le nuove reazioni comprendono ancora le condizioni- che il co-prodotto ora è anidride carbonica, CO2-and della cassaforte e facili lo stesso economico ed ampiamente - prodotti base disponibili, acidi carbossilici. Questa volta i partner della reazione sono non ammine contenenti azoto ma composti organici che contengono il carbonio e lo zinco, che sono egualmente relativamente facili da comprare o fare.

Il percorso alla nuova invenzione ha cominciato con una reazione a lungo nota chiamata la decarbossilazione di Barton. “Abbiamo cominciato chiederci da che cosa sarebbe accaduto se potessimo usare un metallo per intrappolare un radicale [una molecola fatta pagare altamente reattiva] generato nella decarbossilazione di Barton,„ ha detto il socio di ricerca di TSRI Josep Cornella. “Abbiamo realizzato quello se potessimo fare quello, apriremmo un approccio completamente nuovo all'accoppiamento organico del carbonio-carbonio e della sintesi.„

Il metodo il gruppo infine sviluppato impiega un attivante economico e disponibile nel commercio che innesca l'acido carbossilico scelto per la reazione. Un nichel-poi catalizzatore-economico del metallo facilita la reazione fra l'acido carbossilico ed il suo composto del partner dello carbonio-zinco.

Un ingrediente chiave risultato per essere un composto “del legante„ che aiuta il catalizzatore del metallo per fare il suo processo. “Abbiamo trovato quel comune, il lavoro disponibile facilmente dei leganti di bipyridine migliore questo guida per stabilizzarla il nichel in modo da può catalizzare la reazione,„ ha detto il tian Qin del socio di ricerca di TSRI.

Dopo l'ottimizzazione dei materiali e le procedure della reazione, il gruppo lo ha dimostrato con 78 differenti iniziando prodotto-tutto carbossilico acido-compreso la droga Lipitor dello statin, la droga Lyrica di ansia e dell'epilessia e l'antistaminico Zyrtec.

“So di nessun modo più facile realizzare le modifiche che abbiamo descritto nell'articolo; infatti, molte di loro sono state efficacemente vietate finora,„ ha detto Baran.

Alcune delle modifiche sono state usate per fare i nuovi derivati o le varianti dei composti esistenti. Altri hanno rappresentato i nuovi modi della sintetizzazione i prodotti attuali o delle particelle elementari chimiche.

Il socio di ricerca di TSRI Lara Malins ha indicato che la nuova tecnica potrebbe applicarsi direttamente per modificare gli amminoacidi mentre sono cuciti insieme durante la sintesi del peptide. I peptidi sono ampiamente usati negli studi di biologia e sempre più sono usati come medicine pure. “Possiamo modificare rapido gli amminoacidi naturali all'interno di una catena del peptide per generare “il progettista apprezzato„ amminoacidi, che richiederebbe altrimenti i punti multipli di preparare in laboratorio,„ abbiamo detto Malins.

Il socio di ricerca di TSRI Chao Li ha trovato un modo usare il nuovo metodo per combinare non appena un acido carbossilico e un reagente zinco-contenente organico ma anche un terzo composto, per rendere le molecole complesse con due nuove obbligazioni del carbonio-carbonio. “È un esempio raro di una reazione collegantesi a più componenti ed offre il nuovo modo costruire le strutture complesse della molecola,„ ha detto Li.

“Queste strutture sarebbero praticamente impossibli da fare ad un punto tramite qualunque altro percorso,„ Baran ha aggiunto.

Per la loro parte, Baran ed il suo gruppo ora stanno usando il nuovo approccio per semplificare le sintesi dei composti apprezzati trovati in natura. Egualmente sperano di estendere i principi di nuova reazione fino altre classi di molecole organiche.

“Stiamo continuando su questo ad un passo furioso,„ Baran ha detto.

Source:

The Scripps Research Institute