研究者らは、化合物に重要な正しい 3D 配向を与えることで、効率的な医薬品を設計できる方法を発見しました。 生物学的な アクティビティ.
ヘルスケアの進歩は、の生物学を理解することに依存しています 病気、正しい診断、そして最終的には病気の治療のための技術と医薬品を開発します。何十年にもわたる研究を経て、科学者は特定の病気に関与する複雑なメカニズムを理解し、多くの新しい発見につながりました。しかし、新しい治療法を提供する新薬の発見と開発に関しては、まだいくつかの課題に直面しています。まだ何もありません 薬 または多くの病気と闘う方法。最初に潜在的な薬を発見してから開発するまでの道のりは、複雑で時間と費用がかかるだけでなく、場合によっては何年も研究した後でも成果が悪く、すべての努力が無駄になることがあります。
構造ベース ドラッグデザイン 現在、新薬の成功が達成されている可能性のある分野です。 これは、人間が利用できる膨大で成長しているゲノム、プロテオミクス、および構造情報のために可能になりました。 この情報により、新しい標的を特定し、創薬のための薬物とそれらの標的との間の相互作用を調査することが可能になりました。 X線結晶学とバイオインフォマティクスにより、 薬 ターゲット。 この進歩にもかかわらず、創薬における重要な課題は、分子の3次元（XNUMXD）構造（潜在的な薬剤）を微細な精度で制御できることです。 このような制約は、新薬の発見に対する厳しい制限です。
に掲載された研究では 科学, ニューヨーク市立大学大学院センターの研究者が率いるチームは、創薬プロセス中に化学分子の3D構造をより速くより確実に変更できるようにする方法を考案しました。 チームは、パラジウム触媒を使用して2つの炭素原子を結合できることを示すクロスカップリング反応を開発した化学者である高貴な受賞者鈴木章の研究に基づいて構築され、この特定の研究で高貴な賞を受賞しました。 彼の最初の発見により、研究者は新薬候補をより迅速に構築および合成することができましたが、それは平坦な3D分子の作成に限定されていました。 これらの新しい分子は、医学や産業での応用に成功していますが、鈴木氏の方法は、新薬の設計および開発プロセス中に分子のXNUMXD構造を操作するために使用することはできませんでした。
医療分野で使用されるほとんどの生物学的化合物はキラル分子です。つまり、2つの分子は、右手と左手のように同じ1950D構造を持っている場合でも、互いに鏡像になっています。 このようなミラー分子は、体内で異なる生物学的効果と反応を示します。 一方の鏡像は医学的に有益である可能性があり、他方は悪影響を与える可能性があります。 この典型的な例は、1960年代と3年代にサリドマイドの薬が両方の鏡像の形で鎮静剤として妊婦に処方されたときのサリドマイドの悲劇です。一方の鏡像は有用でしたが、もう一方は生まれた赤ちゃんに壊滅的な先天性欠損症を引き起こしました間違った薬を飲んだ女性に。 このシナリオは、分子の3D構造を構成する個々の原子の配列を制御することに重要性を与えます。 鈴木のクロスカップリング反応は創薬で日常的に使用されていますが、分子のXNUMXD構造を操作する際のギャップはまだ埋められていません。
この研究は、分子の鏡像を選択的に形成するのに役立つ制御を達成することを目的としていました。研究者らは、3D 構造内で分子を注意深く配向させる方法を設計しました。彼らは最初に、化学プロセスの結果を予測する統計的手法を開発しました。次に、これらのモデルを適用して、3D 分子構造を制御できる適切な条件を開発しました。パラジウム触媒によるクロスカップリング反応中に、クロスカップリング生成物の最終的な 3D 形状に影響を与えるさまざまなホスフィン添加剤が追加されるため、このプロセスを理解することが重要でした。最終的な目的は、出発分子の 3D 配向を維持するか、またはそれを反転して鏡像を生成することでした。この方法では、分子の幾何学形状を「選択的に」保持するか反転する必要があります。
この手法は、研究者がこれらの化合物の3D構造またはアーキテクチャを制御する立場にありながら、構造的に多様な新規化合物のライブラリを作成するのに役立ちます。 これにより、新薬や新薬の発見と設計をより迅速かつ効率的に行うことができます。 構造に基づく創薬と設計には、新薬の発見に利用できる未開拓の可能性があります。 薬が発見されてから、実験室から動物試験、そして最終的には人間の臨床試験に至るまでにはまだ長い道のりがあります。その後、薬は市場で入手可能になります。 現在の研究は、強力な基盤と創薬プロセスへの適切な出発点を提供します。
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ソース
趙Sら。 2018.配位子のパラメーター化により、エナンチオダイバージェントなPd触媒によるC–C結合の形成が可能になりました。 科学. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
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