Использование биокатализа для контроля форм макроциклов

Макроциклы — это молекулы, состоящие из больших колец атомов. Несмотря на то, что молекулы относительно большие и гибкие, они не всегда остаются «гибкими» — они могут фактически зафиксировать себя в определенных формах и геометриях.

В производстве критически важно контролировать трехмерные формы макроциклов. Это помогает выявить, является ли аромат в парфюмерии уникальным или рецептурный препарат подействует на конкретное заболевание.

В исследовании, опубликованном 21 февраля 2020 года в журнале «Science», команда под руководством профессора химии Шона Коллинза сообщает, что им удалось использовать естественный процесс, называемый биокатализом, для контроля форм макроциклов. И это может быть благом для производства фармацевтических препаратов и электроники.

«Форма созданных нами макроциклов — вот что делает их особенными — это то, что мы называем плоскими киралами», — сказал Коллинз. «А плоская киральная топология контролирует, как молекулы взаимодействуют с природой. В общем, макроциклы с плоской хиральностью недостаточно изучены, потому что химикам обычно очень сложно их изготовить».

До сих пор у них было два выбора: выполнять многоступенчатые синтезы, которые являются утомительными и расточительными, или они могли бы использовать методы, использующие катализаторы на основе токсичных, дорогих и не встречающихся в земной коре элементов, таких как рутений и родий.

Оба подхода давно расстроили химиков, и команда Коллинза искала альтернативу. Они нашли это в биокатализе, процессе, в котором используются ферменты, биологические и обычно нетоксичные катализаторы, в качестве раствора для приготовления планарных хиральных макроциклов.

Важно отметить, что Коллинз и его команда разработали синтетический план, предусматривающий использование простых молекулярных строительных блоков для «украшения» макроциклов функциональностью. «Функциональность — это ручки, или простые группы атомов, которые легко превращаются в более сложные устройства», — пояснил Коллинз.

«Мы надеемся, что макроциклы теперь могут быть адаптированы для воздействия на промышленность. Уже известно, что планарные хиральные макроциклы действуют как антибиотики и противораковые агенты. Применения в электронных материалах — например, в лазерах и устройствах отображения — могут быть возможны при использовании этого подхода».

Источник

Метки: макроциклы