Design af selektive reaktioner for at modulere biologiske processer

I modsætning til kemiske reaktioner udført i kolber i laboratoriet, som giver forskere mulighed for at omdanne reagenser til produkter, sædvanligvis i organiske opløsningsmidler, i biologiske miljøer, alt er meget mere uforudsigeligt og ustabilt. Dermed, reaktioner i en levende organisme foregår i et markant fjendtligt medie:tæt, kompleks, og omgivet af mange andre tilstødende stoffer, der truer dets gennemførlighed (såsom aminosyrer eller sukkerarter).

Heldigvis, naturen har udviklet sig tilstrækkeligt til at tillade disse reaktioner at finde sted med forbløffende selektivitet, uden indblanding fra andre biologiske begivenheder. Disse transformationer, så grundlæggende for cellen og livet, er kendt som bioortogonale, og er normalt fremmet af enzymer.

Indtil nu, meget få ikke-naturlige reaktioner af denne type er blevet identificeret, men deres potentiale for at modificere biologiske funktioner på en kontrolleret måde har vakt stigende interesse blandt videnskabsmænd. Dermed, kemikere har brugt år på at arbejde på design af nye bioortogonale reaktioner, som skulle være kompatible med kompleksiteten af ​​biologiske medier.

Nu, et hold af CiQUS ledet af professor José Luis Mascareñas og Dr. Fernando López har formået at udvikle en ny bioortogonal transformation, der tillader en selektiv kobling af to designede molekylære fragmenter, uden indblanding fra nogen af ​​de molekyler, der findes i overflod i celler og væv, såsom proteiner eller nukleinsyrer.

Værket offentliggjort i det prestigefyldte kemitidsskrift Angewandte Chemie , beskriver en ny reaktion, der er programmeret til kun at forekomme, når et rutheniumkompleks er til stede i mediet. "Ruthenium fungerer som en katalysator, det fungerer som et 'kunstigt enzym, '" forklarer Paolo Destito, avisens første forfatter. Ifølge denne prædoctorale forsker, "med denne nye metode kan du udelukkende vælge, inden for et komplekst biologisk medie, de to fragmenter, der er beregnet til at blive smeltet sammen, sammenføje dem for at generere produktet af den ønskede kemiske reaktion."

Relevansen af ​​dette arbejde - stadig i en indledende fase, kan estimeres ud fra dens mange potentielle anvendelser. Ja, Helio Faustino, en tidligere CiQUS-forsker, også ansvarlig for artiklen, siger "vi er overbeviste om, at denne opdagelse i sidste ende kan give et meget kraftfuldt kemisk værktøj til at undersøge funktionen af ​​celler på et molekylært niveau." José Couceiro, en postdoktor ved centret, påpeger dets betydning og fremhæver, at "det i sidste ende kunne bruges til selektivt at producere bioaktive stoffer eller lægemidler, lige hvor deres handlinger er specifikt nødvendige."

Imidlertid, Professor Mascareñas foretrækker at være forsigtig:"Vi har stadig meget at gøre, vi arbejder stadig på at optimere reaktionen og forbedre dens effektivitet, før vi demonstrerer dens effektivitet i levende systemer, men der er ingen tvivl om, at resultaterne er meget lovende, " han siger.