Замена одной буквы в слове может полностью изменить его значение. Аналогично замена одного атома в молекуле может полностью изменить ее структуру. Группа химиков из Чикагского университета продемонстрировала новый способ внесения изменений в молекулу на уровне одного атома без изменения каких-либо других ее компонентов — этот инновационный метод предлагается использовать для создания пирролов, которые очень важны для медицины, но традиционно сложны и дороги в производстве.
Пирролы — это основа многих жизненно важных веществ. Например, они входят в гем, который помогает крови переносить кислород, и в хлорофилл, благодаря которому в растениях происходит фотосинтез. Однако синтезировать пирролы было долго, дорого и сложно. Изоксазолы же почти такие же по строению, только вместо одного атома углерода у них атом кислорода — и их намного проще получать.
Команда химиков научилась превращать изоксазолы в пирролы прямо в одной колбе, без сложных переработок. Раньше на это уходили недели и десятки этапов, а теперь процесс занимает один-два дня: ученые сначала прикрепляют к молекуле специальную группу из трех атомов углерода, а затем перестраивают кольцо, заменяя атом кислорода на углерод.
Этот подход — «редактирование скелета» молекулы — может ускорить создание новых лекарств. Раньше исследователи тратили месяцы, чтобы получить разные версии пирролов для тестов. Теперь это можно делать быстро и дешево. Например, одна молекула в виде изоксазола стоит 11 долларов за грамм, а ее пиррольная версия — 2000. Новый метод позволяет избежать таких переплат.
Кроме того, заменяя по одному атому, ученые могут уточнить, как работает лекарство: какие части молекулы отвечают за те или иные эффекты, чтобы создавать более эффективные и безопасные препараты.
Пока метод работает не со всеми молекулами, но исследователи надеются расширить его возможности.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что не указанные на этикетке вещества обнаружены почти во всей проверенной бытовой химии.