El descubrimiento de nuevos fármacos ha estado limitado por la incapacidad de los investigadores para controlar con precisión la estructura 3D de las moléculas. Pero un equipo dirigido por científicos del Centro de Graduados de la Universidad de la Ciudad de Nueva York GC / CUNY ha logrado un gran avance ensíntesis química que ahora hace posible modificar de forma rápida y confiable la estructura 3D de las moléculas utilizadas en el descubrimiento de fármacos, según un artículo que aparece en la edición actual de la revista ciencia .
El trabajo de los investigadores se basa en el descubrimiento ganador del Premio Nobel por el químico Akira Suzuki, quien fue pionero en el desarrollo de reacciones de acoplamiento cruzado, que utilizan catalizadores de paladio para formar enlaces entre dos átomos de carbono. El método puede usarse para crear moléculas nuevascon aplicaciones medicinales o industriales. El descubrimiento original de Suzuki ha permitido la construcción rápida de nuevos fármacos candidatos, pero se limita en gran medida a la construcción de nuevas moléculas planas o 2D. Esa limitación ha impedido que los científicos manipulen fácilmente la estructura 3D de las moléculas durante elproceso de desarrollo de fármacos.
"Dos moléculas que tienen la misma estructura y composición pero son imágenes especulares entre sí pueden producir respuestas biológicas muy diferentes. Por lo tanto, controlar la orientación de los átomos en la estructura 3D de las moléculas es fundamental en el proceso de descubrimiento de fármacos", dijo la investigacióndirector del proyecto y autor correspondiente Mark Biscoe, quien es profesor asociado de química con GC / CUNY y The City College of New York. "La tragedia de la talidomida en los años 50 y 60 surgió debido a los diferentes efectos biológicos de las dos imágenes especulares detalidomida. Hoy en día, las reacciones de acoplamiento cruzado se emplean ampliamente en el descubrimiento de fármacos, pero no han permitido el control 3D de las estructuras moleculares. Nuestro equipo ha desarrollado un nuevo proceso para lograr este control, que permite la formación selectiva de ambas imágenes especulares de unmolécula."
Metodología
Para lograr su objetivo, los investigadores de GC / CUNY colaboraron con investigadores de la Universidad de Utah para desarrollar modelos estadísticos que puedan predecir los resultados de las reacciones de los procesos químicos. Luego aplicaron estos modelos para desarrollar condiciones que permitan un control predecible de la estructura molecular 3D.La clave de su investigación fue comprender los efectos de los diferentes aditivos de fosfina sobre cómo el paladio promueve las reacciones de acoplamiento cruzado. El objetivo era poder preservar la geometría 3D de la molécula inicial durante una reacción de acoplamiento cruzado, o invertirla para producir suimagen espejo. "Al comprender cómo los diferentes ligandos de fosfina influyen en la geometría final de los productos de acoplamiento cruzado, pudimos desarrollar métodos confiables para retener o invertir selectivamente la geometría de una molécula", dijo el primer autor Shibin Zhao, un GC / CUNY Ph.D. Estudiante del grupo de Biscoe: "Esto significa que ahora podemos controlar la geometría final de una molécula de manera más eficiente".
importancia
El trabajo de Biscoe y sus colegas aborda un desafío significativo en el proceso de descubrimiento de fármacos. Anteriormente, las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio permitieron la producción rápida de bibliotecas de moléculas predominantemente planas para pruebas biológicas. Con este nuevo método, los científicos podránahora podrá usar reacciones de acoplamiento cruzado para generar rápidamente bibliotecas de nuevos compuestos mientras controla la arquitectura 3D de los compuestos. El fácil acceso a dichos compuestos estructuralmente diversificados facilitará los esfuerzos para descubrir y desarrollar nuevos medicamentos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Centro de Investigación de Ciencias Avanzadas, GC / CUNY . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :