빛

신용: Anusorn Nakdee/Getty 이미지

과학자들이 분자를 재구성할 필요 없이 하루 안에 원자 하나의 변화를 만들 수 있게 해주는 새로운 분자 조작 방법이 개발되고 있습니다. 목표는 의약품 제조 프로세스를 가속화하는 것입니다.

시카고 대학 조교수인 마크 레빈(Mark Levin) 박사는 “개발 후반 단계에서 과학자들은 약물과 같은 특성이 유망하지만 임상에 사용하기에는 충분하지 않은 예비 분자를 갖게 되었습니다.”라고 말했습니다. 특성을 개선하려면 분자 구조를 약간 조정해야 하지만 화학자에게는 이러한 변경을 수행할 수 있는 도구가 부족합니다. "따라서 그들은 매번 상업적으로 이용 가능한 빌딩 블록으로 돌아가서 올바른 특성을 얻기 위해 구조적으로 유사한 새로운 분자를 계속해서 구축합니다. 이는 [시간과 노력의] 엄청난 낭비입니다."

Levin의 연구실에서는 유기 분자에서 단일 탄소 원자를 삭제하고 약물 발견을 가속화하는 방법을 시연했습니다. 사이언스(Science)의 최근 논문에서 그는 이러한 비계 호핑 접근 방식을 설명했습니다.

목표는 퀴놀린 N-산화물 클래스의 분자에서 탄소 결합을 끊고 다른 모든 것은 그대로 유지하는 것이었습니다. 20세기 중반에 출판된 논문의 관찰은 레빈의 박사과정 학생이자 논문의 첫 번째 저자인 지수가 빛을 사용하여 특정 반응을 촉진하게 된 단서를 제공했습니다. 그는 1960년대에 사용된 수은 램프가 전체 스펙트럼 빛을 방출하여 종종 원치 않는 다양한 반응을 일으킨다는 것을 깨달았습니다. 그러나 최신 LED는 단일 반응을 촉진하기 위해 특정 파장의 빛만 방출하도록 조정할 수 있습니다.

사이언스(Science)에 보고된 방법은 "390nm 빛으로 퀴놀린 N-산화물을 선택적으로 광분해한 후 산으로 촉진된 재배열"을 사용하여 "화학자들이 화학적으로 구별되는 헤테로방향족 지지체 사이를 직접 이동할 수 있게" 해줍니다. 좁은 파장과 산처리 방식으로 전체 스펙트럼 빛에서는 불가능했던 정밀도를 가능하게 합니다.

이 기술은 많은 분자군에 작용하는 것으로 보이며, 테스트에서 콜레스테롤 약물인 피타바스타틴을 관련 콜레스테롤 약물인 플루바스타틴으로 변형시켰습니다.

"분자를 조정할 때 원하는 다양한 원자 삭제 및 삽입이 있습니다"라고 Levin은 말합니다. 따라서 그의 연구실에서는 후기 단계 분자의 정밀한 단일 원자 조작을 가능하게 하는 다양한 반응을 개발하고 있습니다.

한 가지 접근법을 통해 과학자들은 하나의 원자를 삭제하고 다른 원자를 동일하거나 다른 위치에 삽입할 수 있습니다. "이는 흥미로운 방식으로 분자 비계의 구조를 재배열하는 데 도움이 됩니다."라고 그는 지적합니다. "이러한 도구가 더 많이 개발됨에 따라 이들 도구의 조합을 통해 과학자들은 도구 중 하나보다 더 강력한 방식으로 분자를 조작할 수 있게 될 것입니다."

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