Революційна технологія дозволяє редагувати окремі атоми в молекулах

Дослідники представили унікальну технологію одноатомного редагування за допомогою "молекулярних ножиць", що працюють на світлі. Уже зараз вона може перетворювати атоми кисню на азот у лікарських сполуках, спрощуючи розробку ліків та підвищуючи їхню ефективність. Які перспективи цього відкриття?

Як це працює і що нам дає

Новаторська технологія уможливлює точне і швидке редагування ключових атомів, критично важливих для ефективності ліків. Вчені кажуть, що це буквально революція в процесі пошуку потенційних кандидатів на лікарські засоби. За цією розробкою стоять дослідники з KAIST, повідомляє 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.

Професор Юнсу Пак з кафедри хімії успішно KAIST каже, що на нинішньому етапі розвитку метод дозволяє легко редагувати й виправляти "атоми кисню в фуранових сполуках на атоми азоту, безпосередньо перетворюючи їх в пірольні каркаси, які широко використовуються у фармацевтиці".

Багато ліків мають складну хімічну структуру, але їхня ефективність часто визначається одним критично важливим атомом. Такі атоми, як кисень і азот, відіграють центральну роль у посиленні фармакологічної дії цих препаратів, особливо проти вірусів.

Це явище, коли введення певних атомів у молекулу лікарського засобу кардинально впливає на його ефективність, відоме як "ефект одного атома". У розробці новітніх ліків ключовим моментом є виявлення атомів, які максимізують ефективність ліків.

Однак оцінка ефекту окремих атомів традиційно вимагала багатоетапних, дорогих процесів синтезу, оскільки було важко вибірково редагувати окремі атоми в стабільних кільцевих структурах, що містять кисень або азот.

Команда професора Пака подолала цей виклик, інтегрувавши фотокаталізатор, який використовує енергію світла. Цей фотокаталізатор, який діє як "молекулярні ножиці", вільно розрізаючи та приєднуючи п'ятикомпонентні кільця, уможливлюючи одноатомне редагування при кімнатній температурі та стандартного атмосферному тиску. Це стало можливим уперше у світі.

Завдяки цьому було відкрито новий механізм реакції, в якому збуджені молекулярні ножиці видаляють кисень з фурану шляхом одноелектронного окислення, а потім послідовно додають атом азоту.

Донгхьон Кім і Джехьон Ю, які працювали над розробкою, пояснили, що ця методика пропонує високу універсальність завдяки використанню світлової енергії для заміни суворих умов. Вони зазначили, що технологія дозволяє здійснювати вибіркове редагування, навіть при застосуванні до складних природних продуктів або фармацевтичних препаратів.