כימאים פיתחו שיטה חדשנית לסינתזת מולקולות כיראליות שתוכלנה לשמש כתרופות. השיטה כבר אומצה על ידי חוקרים בתחום של פיתוח תרופות
[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]
כימאים ממכון המחקר TSRI פיתחו שיטה חדשנית ליצירת מולקולות תרופות כיראליות. “התהליך שלנו מספק מסלול חדש לחלוטין ליצירת אחד מהמבנים החשובים ביותר בתחום של מולקולות כיראליות, מרכזי-ביתא כיראלים, והוא אמור להאיץ את פיתוחן של תרופות כיראליות”, החוקר הראשי, Jin-Quan Yu, פרופסור במחלקה לכימיה במכון TSRI, בעקבות המאמר שפורסם בכתב-העת היוקרתי Science.
מולקולה כיראלית אינה סימטרית מבחינה פיזית; יש לה “תמונת ראי” הנראית שונה במקצת – כמו שכפפה ליד ימין היא קצת שונה מכפפה ליד שמאל. בדרך כלל, רק אחת מהתצורות הללו היא בעלת התכונות הביולוגיות הנדרשות – השנייה עלולה אפילו לגרום לתופעות לוואי בלתי רצויות. לפיכך, רוב התרופות המודרניות כיום מכילות תצורה כיראלית אחת בלבד. היכולת לבצע זאת אינה כה פשוטה; קיים רק מספר מועט יחסית של תגובות שימושיות המובילות לקבלת תצורה כיראלית יחידה מבלי להוליד תערובת שווה של שתי התצורות. במסגרת המחקר הנוכחי, הצוות התמודד עם הבעיה של הוספת אסימטריות כיראלית למבנים אורגניים שכיחים שבקצותיהם נמצא אטום פחמן הקשור לשני אטומי מימן דרך קשרים יחידים – בשפת הכימאים ‘ביתא מתילן’.
היכולת להמיר באופן בררני רק את אחד משני המימנים הללו בקבוצת אטומים חדשה (קבוצה פונקציונאלית) תהפוך את המבנה לאסימטרי ותאפשר קבלה של מרכזים ביתא-כיראלים במגוון נרחב של תרופות כיראליות. אולם, לכימאים עדיין אין שיטה פשוטה לבצע זאת – השיטה השכיחה מחייבת שימוש בשלב נוסף של יצירת קשר כפול בין שני אטומי פחמן צמודים. צוות החוקרים סייע בשנים האחרונות לפיתוח חלוצי של מספר אסטרטגיות המאפשרות הכוונה של אטום פלאדיום – שתכונותיו הופכות אותו לזרז מעולה לשבירת קשרים – לאתר המדויק במולקולה האורגנית, זאת במטרה לפרק קשר פחמן-מימן נבחר. במקרה זה, החוקרים פיתחו זרז כיראלי המסוגל להכווין אטום פלאדיום לבצע שבירת קשר בררנית בין הפחמן לבין רק אחד משני המימנים הקשורים אליו, תוך יצירת מרכז אסימטרי.
במחקרם, הכימאים הצליחו להרחיק את המימן ולהמירו במגוון קבוצות אריליות – מבנים טבעתיים הנמצאים באופן שכיח במולקולות של תרופות. מבנה הזרז כולל שתי קבוצות טבעתיות הנקשרות לפלאדיום. השיטה החדשה פועלת היטב בשתי קבוצות רחבות ובלתי יקרות של חומרי מוצא – אמידים אליפטיים וחומצות קרבוקסיליות, תוך קבלת ניצולות טובות ויחסים גבוהים מאוד של התצורה הכיראלית האחת בהשוואה לשנייה. בעיקרון, ניתן להרחיב את השיטה הזו עוד יותר. “אנו חוקרים כרגע את האפשרות להרחיב את השיטה שלנו לחומרי מוצא אחרים כגון אמינים אלקיליים וכהלים,” אומר החוקר הראשי. “בנוסף, אנו חוקרים גם אפשרויות שהמרת המימן לא תהיה רק בקבוצות אריל, אלא במגוון רחב הרבה יותר של קבוצות אורגניות הכוללות בתוכן אטומי חנקן או חמצן,” אומר החוקר. במסגרת הסכם מסחרי, כבר עכשיו חברת התרופות Bristol Myers-Squibb משתמשת בשיטה החדשנית על מנת ליצור חומצות גאמא-אמינו כיראליות הנדרשות לסינתזה של תרופות.
