Ученые ускоряют путь к лекарствам от COVID-19 - Строительство и ремонт

Ученые ускоряют путь к лекарствам от COVID-19

Ученые из Манчестерского университета разработали более эффективный метод производства разрабатываемых лекарств для лечения COVID-19, рака и других заболеваний, от которых страдает большая часть населения мира.

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature , описывает новое семейство ферментов (лигаз), которые могут собирать ключевые химические строительные блоки, необходимые для фармацевтического производства. Недавно открытые ферменты могут эффективно связывать различные молекулы, создавая так называемые амидные связи . Это открытие открывает путь к более эффективному и устойчивому производству фармацевтических препаратов и других ценных химикатов.

Новые результаты показали, что ферменты лигазы могут принимать многие субстраты, но в некоторых случаях оказались слишком нестабильными для практического использования. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи мутировали ферменты, чтобы создать более надежные и стабильные варианты, которые, как было показано, имеют важное практическое применение и могут использоваться для производства фармацевтических препаратов. Им удалось создать ключевые амидосодержащие предшественники различных противовирусных агентов, в том числе лекарство от Pfizer, которое в настоящее время проходит клинические испытания для лечения COVID-19. Они также сделали ключевой амидный компонент противоракового агента в клинических испытаниях лейкемии. Наконец, они показали, как лигазы могут быть использованы для создания производных ибупрофена, которые разрабатываются как потенциально улучшенные противовоспалительные средства.

Амидные связи очень важны по своей природе. Например, белковые молекулы, которые контролируют функции всех живых организмов, удерживаются вместе амидными связями, которые образуют связь между атомами углерода и азота аминокислотных строительных блоков.

Амидную связь также можно использовать для создания множества синтетических, неприродных молекул, включая многие из наиболее важных фармацевтических препаратов, на которые мы полагаемся сегодня, и агрохимикатов, которые могут повысить урожайность сельскохозяйственных культур, чтобы прокормить растущее население. Кроме того, амидная связь также очень прочна и используется для создания износостойких материалов (полиамидов), включая текстиль и ковры.

Профессор Джейсон Миклфилд, возглавлявший команду в Манчестере, сказал: «Мы уверены, что наши ферменты лигазы обладают многими преимуществами по сравнению с существующими методами, используемыми для получения амидов. Мы также оптимистично настроены в отношении того, что наши ферменты могут найти реальное применение в производстве новых лекарств и других полезные продукты “.

«Ферменты лигазы обеспечивают более чистый, более эффективный и быстрый способ образования амидных связей. Это может позволить производить фармацевтические препараты за меньшее количество этапов, с меньшими отходами и с меньшими затратами, чем обычные химические процессы, используемые сегодня».

В течение многих лет ученые стремились разработать новые синтетические методы создания амидных связей. На сегодняшний день в большинстве этих методов используются токсичные химические реагенты и опасные летучие органические растворители, наносящие ущерб окружающей среде. Большинству существующих методов также не хватает селективности, и они приводят к побочным продуктам. Следовательно, амидсодержащие молекулы, включая фармацевтические препараты, часто требуют многостадийных производственных процессов, которые делают эти продукты дорогими.

Команда из Манчестера искала природные катализаторы (ферменты), которые могли бы создавать амидные связи более чистым, более эффективным и устойчивым образом, используя воду в качестве растворителя. Они исследовали пути, используемые бактериями для производства амидосодержащих молекул (натуральных продуктов). Они обнаружили семейство ферментов лигазы, которые бактерии используют для выработки амидосодержащих токсинов, убивающих растения.

Первоначально команда исследовала использование этих лигаз для производства гербицидов, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Однако, когда они использовали рентгеновскую кристаллографию для определения структуры одного из ферментов лигазы, они поняли, что активный центр фермента был относительно открытым и мог вместить гораздо более широкий диапазон строительных блоков субстрата для производства фармацевтических препаратов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *