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化学技术是 扭曲的驱动力 可以创造出更好的医学合成分子

2020-02-11 11:07:17 • 来源：

在一项对未来药物发现有影响的研究中，斯克里普斯研究公司的科学家表明，他们能够将简单的化学药品转变为独特的3-D结构，类似于自然界发现的结构-具有理想药物特性的结构。

化学技术是 扭曲的驱动力 可以创造出更好的医学合成分子

在此过程中，他们发现了导致炎症性疾病的潜在药物，目前正在进一步研究中。该研究发表在《自然化学》上。

Scripps研究化学博士Ryan Shenvi博士说：“我们能够从扁平分子开始，并使用单一化学操作即可创建更复杂的形状，例如药用植物或海洋生物的代谢产物所期望的形状。”该研究的教授和资深作者。“本质上，我们找到了一种方法来弥合合成空间与天然产物之间的鸿沟，开辟了一个全新的领域来探索潜在的药物。”

大自然的优势

在药物发现领域，自然界制造的化合物被认为比由简单化学原料产生的合成分子具有某些优势。它的大部分与形状有关：所谓的“ 天然产物 ”往往具有复杂的球形3-D结构，可以更精确地与体内分子结合，从而提供有利的药物属性，例如减少副作用。

另一方面，在药物开发的早期阶段中使用的合成分子通常是扁平的简单结构，更可能与体内其他分子发生广泛的相互作用。但是，由于它们很容易创建，因此可以更广泛地用于实验。当科学家们正在寻找一种治疗特定疾病的新药时，他们通常会转向数百万个合成分子的文库，以期在大海捞针中找到针头。

Shenvi说：“但是更大的干草堆并不一定意味着您会发现更多的针头。” “通常意味着更多的干草。”

逃离平地

因此，Shenvi和他的Scripps研究实验室一直致力于创建新工具来“逃离平地”，或者比主导传统药物筛选库的扁平分子构建更好的候选药物。《自然化学》中描述的方法依赖于申维小组在2015年偶然发现的令人惊讶的化学反应。

申维实验室的博士前研究员本杰明·霍夫曼(Benjamin Huffman)说：“没人能预料到这种反应会奏效。” “我们甚至尝试了目前正在推广的基于人工智能的预测技术。”

但是由于该实验相对较快，霍夫曼和申维决定无论如何都要尝试，在称为丁烯酸的简单化学化合物上进行测试，该化合物是玉米油精炼行业的副产品。令他们惊讶的是，这些化合物几乎瞬间结合在一起，它们的电子云连接在一起，形成了一个意想不到的复杂性的新分子。反应的惊人速度激起了他们的兴趣，并暗示了一种不寻常的推动力，可能被证明是普遍的。

申维说：“我们的下一步是确定该反应是否可以与其他具有不同性质的分子一起起作用。” “因此，我们收集了这些不寻常结构的一小部分。”

变形速度转换

最初的实验表明，该反应对许多不同类型的平面合成分子具有相同的作用，将它们转变为所需的3-D形状，看起来像是活细胞可以产生的形状。

然后，研究的主要部分试图追溯了解反应是如何发生的，这需要与加利福尼亚大学洛杉矶分校的Kendall Houk博士和博士后研究员Shuming Chen博士合作。 .D。，在Houk的实验室中。挑战之一是反应的速度。它发生的速度非常之快，使常用的测量工具变得无用。

申维将电视连续剧《星际迷航》中对“ 扭曲驱动 ” 的反应进行了比喻，它使星际旅行者能够比以往更快地到达太空新领域。但是，这种化学扭曲驱动力使研究人员能够探索遥远地区的化学空间。

该方法已经发现了一种潜在的新药先导：一种抑制已知在自身免疫性疾病中起作用的蛋白质表达的化合物。

将化合物收集物交给Calibr的高通量筛选设备后，Scripps Research研究人员科学家Emily Chin博士和化学系的Luke Lairson教授立即为其中一个分子鉴定了其中的一种分子。它的能力作用于称为cGAS / STING的细胞信号通路。该途径在炎症中起关键作用，并与自身免疫疾病有关。Lairson和Shenvi实验室正在继续研究可能的铅。

申维说：“我们现在正在退后一步，仔细分析化学反应，看看是否可以将这种结果扩展到其他领域。” “我们的目标是模糊合成和天然产品空间之间的界限，并能够发现与疾病相关的新机制。”

该研究的作者是本杰明·霍夫曼(Benjamin J.Huffman)，陈淑明(Shuming Chen)，卢卡·施瓦茨(J.Luca Schwarz)，R。 Lairson，KN Houk和Ryan A.Shenvi。

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