Сложные молекулы, простые идеи: биомиметика меняет фармацевтику

В недавней статье в журнале Engineering ученые из Цзинаньского университета и Иллинойского университета в Чикаго рассказали о том, как биомиметический синтез помогает создавать натуральные продукты.

Это направление объединяет химию, биологию и фармацевтику, и за последние годы дело продвинулось.

Натуральные продукты — это основа для создания новых лекарств. Но проблема в том, что их сложно добывать в больших количествах. Природные ресурсы ограничены, а традиционные методы синтеза либо слишком дорогие, либо вредят окружающей среде, либо не позволяют работать с очень сложными молекулами.

Биомиметический синтез предлагает интересное решение. Он копирует природные процессы, чтобы создавать натуральные продукты в лаборатории. Идея не новая — еще в 1917 году химик Робинсон синтезировал тропинон, используя похожий подход. С тех пор ученые придумали множество способов имитировать природу.

Вот несколько примеров:

• Циклизация полиенов: этот метод повторяет процесс, который происходит в природе, когда из простых молекул образуются сложные кольца. Так, например, синтезировали прогестерон и некоторые алкалоиды.
• Окислительное сопряжение: этот способ помогает соединять фенольные или индольные молекулы, что позволило создать морфиноподобные вещества и другие природные соединения.
• Реакция Дильса-Альдера: вдохновленная природой, она помогает строить сложные кольца, как в молекуле FR182877.

Но не все так просто. Ученые сталкиваются с трудностями:

• Сложно работать с молекулами, у которых много хиральных центров (это такие «узлы» в молекуле, которые делают ее уникальной).
• Многие реакции дают мало продукта или образуют ненужные побочные вещества.
• Трудно подобрать доступные исходные материалы.
• Переход от лабораторных экспериментов к промышленному производству — это сложная и объемная задача.

Тем не менее, у биомиметического синтеза большое будущее. Он позволяет создавать сложные молекулы и их аналоги, что расширяет возможности для поиска новых лекарств. Ученые также надеются, что объединение химии и биологии, а также использование искусственного интеллекта помогут сделать процесс более эффективным.

Ранее ученые разработали супергидрофобное покрытие для защиты труб от коррозии.

01.03.2025