科学家创新钩滑方法以改善药物发现

从历史上看，有机化学家探索和创造化合物的主要方法之一是构建碳骨架并对其结构进行修改。但芝加哥大学的科学家们并没有从头开始构建碳骨架来制造新化合物，而是开发了一种新方法，可以将原子插入现有的碳骨架中。

这项创新来自董广斌实验室五年级研究生张锐最近在《科学》杂志上发表的一篇论文。张在本科生于婷婷的帮助下开发了一种新的“钩子和滑动”策略，有望优化药物化学。

“这可能会导致快速获得不同的候选药物，从而在药物发现过程中节省大量时间，”张说。

正式批准

早在 2021 年 5 月，张就开​​始研究与科学家如何创造新分子有关的问题。

通过系统地调整分子结构，科学家可以探索这些变化如何影响他们正在研究的物质的特性，从而为根据各种应用中的特定需求定制分子提供了有用的工具。这在药物开发等领域尤其重要，在这些领域，新的先导化合物识别可能会挽救生命。

具体来说，张希望成功实现酰胺的同系化过程，这是该领域一直关注且尚未解决的难题。

同系化是分子修饰最重要的策略之一。

在同系化过​​程中，科学家们建立了一个相关分子家族，其中每个成员的结构都比前一个成员更长。一旦确定，他们就会添加特定的结构单元，通常称为亚甲基。尽管这个过程非常高效，但多年来，当研究人员试图对酰胺(一种在蛋白质和塑料等强大聚合物中发现的化合物)进行同源化时，他们遇到了阻力和困难。与其他官能团相比，酰胺已被证明是困难的，因为它们是惰性的，这使得它们难以激活，从而难以操纵。

受到技术挑战的启发，张并不满足于简单地克服困难，而是寻找新的方法来做好它。

“目前还没有同源酰胺的方法，”该研究的作者之一董广斌教授说。“我们的目标是提供可调的同源性，这样我们就可以插入几乎任何长度的碳单元。”

挂钩和滑轨

在以前的方法未能达到预期结果的情况下，张能够完成这个过程，甚至更多。

通过董所描述的“钩子和滑动策略”，他们找到了不仅激活键，而且使同系化过程可调的关键。

在确定了激活方法后，张又花了两年的时间打磨这个项目，筛选不同的条件，找到更有效的激活和创建债券的方法。

随着这篇文章在《科学》杂志上发表，他现在觉得自己的工作终于得到了回报。

“我们获得了关于如何打破这种非常惰性的碳-碳键的新知识，我们希望这能够激发该领域更多地研究这种惰性化学键的激活，”张说。“我们希望这告诉社区，如果你设计得好策略并且它有一个很好的催化剂，即使是惰性债券也可以被操纵。”