Цюрих, Нагоя и Швейцария, Япония – Доктор наук Джеффри Боуд из Швейцарской высшей Института и технической школы Цюриха Поддающихся трансформации Биомолекул (ITbM) Нагойского университета и его сотрудник установил новую стратегию, названную «синтетическое брожение», дабы скоро синтезировать много биологически активных молекул, каковые смогут быть конкретно продемонстрированы в биологическом опробовании легко, смешав пара стандартных блоков в водных СМИ. Применяя весьма отборную формирующую амид лигатуру, реакция длится в высокой эффективности в отсутствие организмов, ферментов либо реактивов. Продукты брожения смогут быть проверены конкретно на биологическую активность без любой очистки.
Синтетическое брожение разрешило поколение примерно 6 000 неестественных аналогичных пептиду молекул лишь от 23 стандартных блоков. Практичность этого подхода показывают, определяя биологически деятельный комплекс для запрещения фермента, важного за повторение вируса гепатита С. Изучение, опубликованное онлайн 7 сентября 2014 по собственной природе Химия как Продвинутая Публикация Онлайн, как ожидают, будет сильным и практическим способом, дабы дать добро показ и быстрое поколение активных молекул, нужных для изобретения лекарства и другого промышленного применения, и для несложного биологического опробования на территории.Микробное брожение – метаболический процесс, которым микробы синтезируют сложные органические вещества как антибиотики от несложных органических стандартных блоков.
Данный процесс, как мы знаем, есть одним из самых успешных способов, дабы найти биологически активные комплексы. «Мы были вдохновлены подходом Природы скоро произвести сложные молекулы микробным брожением, так, мы полагали, что возможность применения синтетической органической химии подготовила и проверила библиотеки биологически активных пептидов, способ, что мы именуем синтетическое брожение», говорит доктор наук Боуд, что привел изучение. Органический синтез довольно часто включает большое количество отнимающих большое количество времени шагов, применение токсичных реактивов, дабы начать реакцию, и требует тяжёлой очистки до биологического показа. «Вместо того, дабы применять реактивы либо ферменты, дабы объединить простые стандартные блоки в сложные молекулы, мы решили синтезировать такие молекулы синтетическим брожением с отечественными химическими реакциями, применяющими шепетильно созданных предшественников», говорит доктор наук Боуд. Дабы достигнуть этого, доктор наук Боуд применил собственный неповторимый KAHA (α – кетокислота-hydroxylamine) лигатура, развитая его группой в 2006.
Лигатура KAHA разрешает весьма действенное сцепление между α молекула-ketoacid и hydroxylamine молекула, формируя амид (N (H) C=O) сообщение в водных СМИ без любых дополнительных реактивов. Синтетическое брожение, которое применяет химию лигатуры KAHA, разрешает строительство библиотек комплексов, каковые были бы сложны, дабы готовиться либо классическим органическим синтезом либо микробным брожением.В синтетическом брожении, α инициатор-ketoacid (I) молекула смешан с isooxazolidine мономерами удлинения (M), что сооружает цепи пептидов, что наконец остановлен, добавив терминатора (T) обычный блок. Новый α-ketoacid произведен любой раз, в то время, когда мономер (M) добавлен к растущей цепи пептида, которая реагирует с другим мономером (M) приводящий к пептидам переменной последовательности и длины.
По окончании добавления терминатора (T) молекула, цепь пептида не имеет возможности стать предстоящей. «Мы первоначально решили трудиться с 23 стандартными блоками, включая 6 инициаторов (I), 8 мономеров (M) и 9 терминаторов (T), что может привести примерно к 30 000 комплексов от всех вероятных комбинаций стандартных блоков. В этом изучении мы сделали 6 000 комплексов отобранными комбинациями. Увеличивая число стандартных блоков, мы можем значительно расширить количество потенциальных комплексов, каковые смогут быть организованы», растолковывает доктор наук Боуд. Получающаяся ‘культура’, содержа цепи пептида, побочные небольшие количества и продукты циклогексанона терминатора (T) молекула, которая добавлена в маленьком избытке, возможно разбавлена буфером и конкретно подвергнута биологическому показу. «В меру отечественного знания на данный момент нет никакого синтетического способа, дабы подготовить такие громадные количества комплексов от довольно немногих стартовых материалов, легко смешивая стандартные блоки, сопровождаемые прямым биологическим опробованием», говорит доктор наук Боуд.
Несколько Боуда демонстрирует применимость синтетического брожения, готовя синтетические культуры и показывая их, дабы отыскать биологически активные ведущие молекулы для запрещения HCV (Вирус гепатита С) протеаза. фермент и – Протеаза, играющий ведущую роль в повторении вируса гепатита С. Потому, что данный фермент испытывает недочёт в четко определенном кармане в собственном активном месте, это – сложная цель нахождения биологически активных молекул хита. «Мы ‘вырастили’ отечественные культуры для показа применяющих разных комбинаций инициаторов (I), мономеры (M) и терминаторы (T) и выполнили опробование в прекрасно пластинах. От результатов опробования мы устранили не хорошо выступающие половины и скоро deconvoluted смеси, каковые, как находят в активных скважинах, выяснили комбинации компонентов, каковые приводят к активным продуктам», обрисовывает доктор наук Боуд.Доктор наук Боуд говорит, «Самая жёсткая часть данной работы на время забыла раскопанную идею, что нам были необходимы единственные, чистые комплексы, дабы сделать биологический показ.
Это было лишь, в то время, когда мы взглянуть на метод, которым Природа делает новые лекарства – создавая десятки аналогичных комплексов совместно – что мы осознали, что имели возможность применять отечественную химию, дабы сделать что-то весьма похожее. Беря это воодушевление, мы нашли, что имели возможность сделать тысячи комплексов из нескольких стандартных блоков через пара часов, а не месяцы, каковые будет обычно требоваться».
Синтетическое брожение разрешает стремительное формирование огромного количества комплексов от легко дешёвых стандартных блоков, каковые смогут быть продемонстрированы, дабы отыскать активные молекулы хита. «В ITbM мы сохраняем надежду применить данный подход для фенотипичного опробования, дабы выяснить мелкие молекулы, каковые изменяют изюминке организмов и клеток с биологами», говорит доктор наук Боуд. Синтетический подход брожения может кроме этого быть нужным в регионах катализа и материаловедения, дабы выяснить замечательные пептиды. «Эти изучения говорят о том, что легко, смешивая комплексы, любой может создать новые молекулы и проверить их в несложном биологическом опробовании как противогрибковые либо бактерицидные экраны.
Это вероятно из-за отечественной весьма неповторимой химии лигатуры KAHA, развитой в отечественной группе. Отечественная мысль пребывает в том, дабы обеспечить стремительный метод сделать биологически активные молекулы лишь, смешав компоненты в воде. Мы желали бы применять это в качестве платформы для химии, которую любой может сделать, включая ученых в других областях, учеников школы и фермеров.
Любой имел возможность подготовить библиотеки через пара часов с micropippete, изучить разные комбинации стандартных блоков и условий культуры наровне с несложным опробованием, дабы отыскать новые молекулы», говорит доктор наук Боуд.