研究者はフッ化リン交換を利用して新しい分子を「クリック」して結合します

Dec 22, 2023

2023 年 6 月 7 日

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コールドスプリングハーバー研究所による

コールド スプリング ハーバー研究所 (CSHL) のジョン モーゼス教授のような化学者にとって、多様性は発見への入り口です。 科学者が探索しなければならない分子が多ければ多いほど、有用なものが見つかる可能性が高くなります。 モーゼスの研究室の最新の進歩により、彼らは膨大な数の複雑な分子を迅速に組み立てることができるようになりました。 モーゼス氏はそれらの分子の中から、効果的な新しい癌治療法を見つけたいと考えている。 この研究は雑誌 Chem に掲載されます。

モーゼスの研究室は、2度のノーベル賞受賞者K.バリー・シャープレスと共同で、フッ化リン交換（PFEx）と呼ばれる化学変換を考案した。 PFEx は、クリックケミストリーとして知られる信頼性の高いプロセスで、化学構成要素を効率的に結合して新しい分子を形成します。 クリックケミストリーはすでに化学者に強力なツールセットを提供しています。 そのツールキットの最新製品として、PFEx は生物学からヒントを得て、リンを化学コネクターとして使用します。

細胞内では、リンは DNA に構造を与え、必須のエネルギー貯蔵分子をまとめます。 汎用性の高いコネクタです。 複数の化学基を容易に接続できます。 これらのグループをリンハブの周囲に配置して、三次元形状を作成できます。

モーゼス氏は、「自然はその重要性を認識しており、それは特権的な集団です。生物学と相互作用する薬を作ろうとしているのであれば、その事実を無視すべきではありません。」と述べています。

化学者は、PFEx を使用して、単一のリンハブの周りに複数の異なる化学成分をクリックして一緒に配置できるようになりました。 より多くのリンコネクタを組み込むことで、さらに複雑な分子を構築できます。 「私たちは現在、この三次元の結合を装飾しているところです。これにより、新しい化学空間にアクセスできるようになります」とCSHL研究員のジョシュア・ホーマー氏は言う。 「新しい空間にアクセスすると、新しい機能にアクセスすることになります。」

PFEx 反応により、薬物が体内の標的に吸着することも可能になる可能性があります。 モーゼスのチームはすでに、がん治療薬の供給源として PFEx の探索を開始しています。 このアプローチの利点の 1 つは、研究者が PFEx 反応に関与する分子の反応性を最適化できることです。 これにより、潜在的な薬剤が目的の標的とのみ相互作用することが保証され、副作用のリスクが軽減されます。

研究者らは、新しい種類のクリックケミストリーが有用な特性を備えた材料の作成に役立つと期待しています。 たとえば、PFEx は、難燃剤や抗菌剤を新しい表面に組み込むために使用される場合があります。 モーゼス氏は、PFEx 材料には、今日の製品の多くに含まれる「永久化学物質」よりも重要な利点があると述べています。 リン結合は過度に安定ではありません。 これは、製品がリサイクルの準備ができたときに簡単に分解できることを意味します。

詳しくは： John E. Moses、Phosphorus Fluoride Exchange: MultiDimensional Catalytic Click Chemistry from Phosphorus Connective Hubs、Chem (2023)。 DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.013。 www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00245-0

雑誌情報:化学

コールドスプリングハーバー研究所提供