全球首个单原子编辑技术问世:常温常压下实现药物原子精准转换
近日,韩国科学技术院(KAIST)的研究团队宣布成功开发出全球首个单原子编辑技术,该技术能够在常温常压下操作,利用“分子剪刀”将药物化合物中的氧原子转化为氮原子,为药物开发领域带来了革命性的突破。
这项技术的核心在于一种创新的光催化剂,它能够像“分子剪刀”一样精准地切割和连接药物分子中的五元环结构。在光能的驱动下,这种光催化剂能够选择性地从呋喃(一种无色、易挥发的有机化合物)化合物中去除氧原子,并依次添加一个氮原子,从而将其转化为广泛应用于药物中的吡咯框架。
传统上,评估药物分子中单个原子对药效的影响(即“单原子效应”)需要复杂的合成过程,且往往难以精确控制。而KAIST的这项技术则有效解决了这一难题,它能够在常温常压下实现单原子的精准编辑,无需苛刻的反应条件,大大简化了药物研发流程。
该技术的研发团队由KAIST化学系的Yoonsu Park教授领导,他们在研究中发现了一种新的反应机制,即激发的分子剪刀通过单电子氧化从呋喃中去除氧原子,并依次添加氮原子。这一机制使得该技术具有很高的多功能性和通用性,即使应用于复杂的天然产物或药物,也能实现选择性编辑。
朴尹洙的团队通过引入这种利用光能的光催化剂,成功克服了传统药物开发中面临的诸多挑战。他们表示,这项技术的突破将彻底改变药物开发过程,为建立候选药物库打开新的大门。
许多药物的疗效取决于其分子结构中单个关键原子的种类,特别是氧和氮原子在增强药物药理作用方面扮演着关键角色。因此,这项单原子编辑技术的问世,不仅有望提高药物的疗效,还将为新药研发提供更加高效和精准的手段。
据悉,该研究成果已发表在著名的科学杂志《科学》上,并受到了广泛关注和赞誉。KAIST的研究团队表示,他们将继续深入探索这一技术的潜力,并期待其在未来药物开发中发挥更大的作用。
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