Kimyayı daha fazla yapmak işlevsel
Farmasötik araştırmalarda karmaşık moleküller yapmak pahalı ve zaman alan bir süreç olabilir. Laboratuarda molekül inşa etmek birçok adım gerektirebilir, gereksiz yan ürünler üretebilir ve değerli malzemeleri boşa harcayabilir. Konvansiyonel yöntemler, test veya klinik deneyler için daha küçük ölçeklerde çalışabilir, ancak büyük ölçekli üretimde verimsiz hale gelir.
Bu sorunu çözmek için, Scripps Research’te Amerikalı bir kimyager olan Karl Barry Sharpless, moleküler yapı taşlarının hızlı ve verimli bir şekilde bir araya gelebileceği minimalist bir kimya formu geliştirdi – buna “klik kimyası” adını verdi.
2001’de de ödülü kazanan ve iki kez kazanan beşinci kişi olan Sharpless, organik maddenin yapı taşları olan karbon atomlarını molekül oluşturma sürecinde birbirleriyle bağ kurmaya zorlamak yerine, daha küçük atomları birbirine bağlamanın daha kolay olduğunu buldu. tam karbon çerçeveli moleküller. Ana fikir, daha hızlı ve daha az savurgan bir süreçle sonuçlanan, birbirine bağlanmak için “daha güçlü bir içsel dürtüye” sahip moleküller arasındaki basit reaksiyonları seçmektir. Click kimyası, doğal olarak oluşan molekülleri mükemmel bir şekilde taklit edemese bile, yine de aynı amaca hizmet eden modüler moleküller oluşturabilir.
2000’lerin başlarında aynı zamanlarda, Danimarkalı kimyager Morten Meldal ve Sharpless, şimdi tıklama kimyasının “taç mücevheri” olan bir teknik geliştirdi – bakır katalizörlü azidealkin siklo ilavesi. Meldal, yeni farmasötik malzemeleri araştırırken, bir alkin ve bir açil halojenür arasındaki bir reaksiyona bakır iyonlarının eklenmesinin, beklenmedik bir şekilde, farmasötikler, boyalar ve tarım kimyasallarında ortak bir yapı taşı olan kararlı bir halka şeklinde kimyasal yapı olan bir triazol oluşturduğunu keşfetti. Alkin, açil halojenür molekülünün yanlış ucuyla reaksiyona girerek diğer ucunda azid olarak bilinen bir kimyasal grup oluşturdu. Alkin ve azid birlikte bir triazol oluşturmak için bir araya geldi.
O zamana kadar araştırmacılar, istenmeyen yan ürünler oluşturmadan triazolleri üretemediler. Ancak Meldal, bakır iyonlarının eklenmesinin reaksiyonu kontrol etmeye ve sadece bir madde yaratmaya yardımcı olduğunu buldu. Sharpless buna “ideal” tıklama tepkisi adını verdi.
Şimdi, kimyagerler yeni bir tane yapmak için iki farklı molekülü birleştirmek istediklerinde, yalnızca birine bir azid molekülü ve diğerine bir alkin molekülü bağlamaları gerekir, bunlar daha sonra bakır iyonlarının varlığında birbirine yapışır. Click kimyasının uygulamaları araştırma laboratuvarlarının çok ötesine geçiyor – endüstriyel potansiyeli çok büyük. Zaten tıklama kimyası, yeni, amaca yönelik malzemeler üretmek için kullanılıyor.
Örneğin, bir plastiğe veya elyafa tıklanabilir bir azid eklemek, üreticilerin daha sonra elektriği iletebilen veya bakterilerle savaşabilen maddeleri “tıklamalarına” izin verebilir.
Tıklama kimyası Kanserle savaşmaya yardımcı olabilir
Stanford Üniversitesi’nden Carolyn Bertozzi – ödülü kazanan sekizinci kadın – hücrelerin yüzeyinde bulunan ve bağışıklık sistemi için çok önemli olan zor bir karbonhidrat türü olan glikanları araştırırken, onları incelemek için doğru araçlara sahip olmadığını keşfetti. Bertozzi, kolayca fark edilmeleri için glikanlara floresan moleküller eklemek istedi. Floresan moleküllerin tutunması için glikanlara “kimyasal tutamaçlar” eklemenin bir yolunu buldu. Ancak sapın hücrenin başka herhangi bir kısmı ile reaksiyona girmediği bir “biyoortogonal reaksiyona” ihtiyacı vardı. Bertozzi, Sharpless ve Meldal tarafından sap olarak kullanılan azide döndü. Azid sadece hücrenin diğer bölümleriyle etkileşimden kaçınmakla kalmaz, aynı zamanda canlılara verilmesi de güvenlidir.
Azidlerin önemi, tıklama kimyasının öne çıkmasıyla arttıkça, Bertozzi, biyoortogonal reaksiyonunun daha fazla potansiyele sahip olduğunu fark etti. 2004’te toksik bakır olmadan çalışan ve onu canlı hücreler için güvenli hale getiren alternatif bir tıklama kimyası reaksiyonu geliştirdi.
Bertozzi’nin çalışması, tümör hücrelerinin yüzeyindeki glikanları tanımlamak ve bağışıklık hücrelerini etkisiz hale getirebilecek koruyucu mekanizmalarını bloke etmek için halihazırda kullanılıyor. Bu yöntem şu anda ileri kanserli kişiler için klinik deneylerde. Araştırmacılar ayrıca tümörlerin izlenmesine ve kanser hücrelerine doğru dozda radyasyon verilmesine yardımcı olabilecek “tıklanabilir antikorlar” geliştirmeye başladılar.
Kaynak : https://timesofindia.indiatimes.com/world/rest-of-world/chemistry-nobel-for-trio-who-make-molecules-click/articleshow/94668751.cms