Эффект бабочки в фармацевтике: как замена одного атома меняет всё

Впервые в мире ученым из Корейского института передовых технологий (KAIST) удалось разработать технологию редактирования отдельных атомов, с помощью которой можно в разы повысить эффективность лекарственных препаратов. Команда под руководством профессора Юнсу Парка нашла способ заменить атом кислорода в фурановом соединении на атом азота.

Фурановое соединение представляет собой органическое вещество с пятичленным кольцом, содержащим четыре атома углерода и один атом кислорода. В результате такой замены получается пиррол - вещество, широко используемое в фармацевтике.

Свойства лекарственного препарата зависят от расположения составляющих его атомов. Изменение всего одного атома может повлиять на клинический эффект. Это явление получило название "эффект одного атома". Однако достичь такого результата непросто. Обычно для этого требуются многоступенчатый дорогостоящий синтез в жестких условиях.

Команда из KAIST преодолела трудности благодаря энергии света. Исследователи придумали своеобразный фотокатализатор - молекулу, которая ускоряет химические реакции. Он действует как "молекулярные ножницы", разрезая пятичленные кольца и позволяя редактировать отдельные атомы при комнатной температуре и атмосферном давлении. Применив эту технологию к фурановому соединению, ученые смогли удалить атом кислорода путем одноэлектронного окисления, а затем заменить его на азот.

Профессор Парк отметил, что этот метод, позволяющий избирательно редактировать пятичленные органические кольцевые структуры, откроет новые возможности для создания библиотек потенциальных лекарственных препаратов, а для фармацевтики это, можно сказать, ключевая задача. Он уверен: в будущем технология перевернет фармацевтику с ног на голову.