연구원들은 불화인 교환을 활용하여 새로운 분자를 '클릭'합니다.

2023년 6월 7일

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콜드 스프링 하버 연구소(Cold Spring Harbor Laboratory)

CSHL(Cold Spring Harbor Laboratory) 교수 John Moses와 같은 화학자들에게 다양성은 발견의 관문입니다. 과학자들이 더 많은 분자를 탐색할수록 유용한 것을 발견할 가능성이 더 커집니다. 모세 연구실의 최신 기술을 통해 그들은 이제 다양한 복잡한 분자를 신속하게 조립할 수 있습니다. 모세스는 이러한 분자 중에서 효과적인 새로운 암 치료제를 찾기를 희망하고 있습니다. 해당 연구는 Chem 저널에 게재되었습니다.

두 번이나 노벨상을 수상한 K. Barry Sharpless와 협력하여 Moses 연구실은 불화인 교환(PFEx)이라고 부르는 화학적 변형을 고안했습니다. PFEx는 클릭 화학이라는 신뢰할 수 있는 프로세스를 통해 화학 빌딩 블록을 효율적으로 결합하여 새로운 분자를 형성합니다. 클릭 화학은 이미 화학자에게 강력한 도구 세트를 제공하고 있습니다. 해당 도구 키트에 가장 최근에 추가된 PFEx는 생물학에서 힌트를 얻어 인을 화학 커넥터로 사용합니다.

세포 내부에서 인은 DNA에 구조를 부여하고 필수 에너지 저장 분자를 함께 유지합니다. 다용도 커넥터입니다. 여러 화학 그룹을 쉽게 연결할 수 있습니다. 이러한 그룹은 인 허브 주위에 배열되어 3차원 모양을 만들 수 있습니다.

모세는 "자연은 그 중요성을 인식했습니다. 그것은 특권층입니다. 생물학과 상호 작용하는 약물을 만들려고 한다면 그 사실을 무시해서는 안 됩니다."라고 말했습니다.

이제 화학자는 PFEx를 사용하여 단일 인 허브 주위의 여러 다른 화학 구성 요소를 결합할 수 있습니다. 더 많은 인 커넥터를 통합함으로써 훨씬 더 복잡한 분자를 만들 수 있습니다. "우리는 지금 이 3차원 연결을 꾸미고 있습니다. 이를 통해 우리는 새로운 화학적 공간에 접근할 수 있게 될 것입니다."라고 CSHL 연구원인 Joshua Homer는 말합니다. "새로운 공간에 접근하면 새로운 기능에 접근하게 됩니다."

PFEx 반응으로 인해 약물이 신체 내부의 표적에 달라붙을 수도 있습니다. 모세스 팀은 이미 암 치료제의 원천으로 PFEx를 탐색하기 시작했습니다. 이 접근법의 한 가지 이점은 연구자가 PFEx 반응과 관련된 분자의 반응성을 최적화할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 잠재적인 약물이 원하는 표적과만 상호 작용하여 부작용 위험을 줄일 수 있습니다.

연구원들은 새로운 종류의 클릭 화학이 유용한 특성을 가진 재료를 만드는 데 도움이 될 것으로 기대합니다. 예를 들어, PFEx는 난연제나 항균제를 새로운 표면에 통합하는 데 사용될 수 있습니다. Moses는 PFEx 재료가 오늘날의 많은 제품에서 발견되는 "영원한 화학 물질"보다 중요한 이점을 가질 것이라고 말했습니다. 인 결합은 지나치게 안정적이지 않습니다. 즉, 제품을 재활용할 준비가 되면 쉽게 분해될 수 있습니다.

추가 정보: John E. Moses, 인 불화물 교환: 인 연결 허브의 다차원 촉매 클릭 화학, Chem(2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.013. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00245-0

저널 정보:화학

콜드스프링하버연구소 제공