Ученые изобрели способ, позволяющий перестраивать структуру молекул с помощью ультрафиолета.
Изображение сгенерировано с помощью нейросети GPT image 2
При разработке новых лекарств проводится огромное количество сложных опытов. И порой на финальном этапе выясняется, что нужно заменить один-два атома в готовой молекуле. Химикам приходилось возвращаться к началу и проводить весь синтез заново. На это уходили годы работы, тонны реактивов и миллиарды рублей.
Московские ученые нашли способ менять состав лекарств быстро и точечно.
Специалисты из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН в Москве разработали метод, который позволяет менять химический состав уже готовых молекул. Они научились брать сложные кольцевые структуры, из которых состоят почти все современные лекарства, и «вынимать» из них одни атомы, заменяя их на другие.
Чтобы доказать, что технология работает не только в теории, исследователи проверили ее на практике. Они взяли структуру нескольких существующих антибиотиков и модифицировали их. Всего было проведено более 20 успешных химических реакций. В результате ученые получили новые версии известных препаратов. Эти модификации потенциально могут обладать улучшенными свойствами и снова стать эффективными против бактерий-мутантов, которые выработали иммунитет к старым формам лекарств.
Если не углубляться в сложные формулы, секрет кроется в использовании света. Ученые протестировали четыре разных способа заставить молекулу перестроиться: нагревание, использование металлов, обработку сильными кислотами и воздействие ультрафиолетом.
Кислоты и ультрафиолет показали феноменальный результат: эффективность превращения достигала 90%. При этом световой метод оказался самым перспективным.
Механизм выглядит почти как магия. Ученые направляют ультрафиолет на молекулу, свет разрывает ненужные химические связи в кольце, создавая своего рода «заготовку». В этот момент в систему вводится нужный элемент, и молекула сама достраивается в новую, правильную форму.
Эта разработка открывает дорогу к созданию «библиотек» новых веществ. Из одного исходного материала можно будет быстро получать десятки разных вариантов для тестирований, чтобы выбрать самый удачный.
Исследователи Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН. Работа велась при поддержке Российского научного фонда.
