Да и вообще мир уже не будет прежним - у меня такие ожидания после успешных опытов биотехнолога Каролин Бертоцци. Вместе с соавторами технологии Барри Шарплессом и Мортеном Мельдалом она получила в этом году Нобелевскую премию.
Основа метода, азид-алкиновое циклоприсоединение, открыта давно. Но производство веществ по старой технологии занимало много времени и обходилось слишком дорого.
Так бы всё и оставалось...
Когда Шарплесс сформулировал идею клик-реакции, многие его не поняли и крутили пальцем у виска. Оппоненты посчитали безумием придумывать новые реакции в дополнение к тысячам уже известных.
Но упорные учёные в начале нулевых ускорили такие реакции в 10 000 000 раз!
Их стали проводить при температуре, близкой к комнатной и с практически любыми растворителями, включая воду. А заслуга была "всего лишь" в грамотном подборе катализатора.
Вот это и есть клик-химия в нескольких словах.
Суть изначального метода - набор реакций, позволяющий получать сложные молекулы из ранее несоединяемых веществ, на основе которых можно создавать лекарства и новые материалы.
А клик-химия делает это без создания особых условий и применения сложных катализаторов.
Сделать хотел грозу, а получил козу - больше так не будет
Название именно это и означает - по щелчку (click - щелчок).
Образно метод можно объяснить так:
В обычном мире мы можем взять руками два объекта и соединить их.
В микромире, мире молекул и атомов, это делается не руками, а при помощи химических реакций. Но они не слушаются нас как руки, говоря по-научному, реакции идут не селективно: мы хотим сделать одну связь, получается другая или происходят ещё и побочные процессы, которые мы не можем контролировать.
Как на иллюстрации:
И наконец-то создали клик-реакции - суперэффективные, со 100%-ной селективностью. Они и образуются легко и дают нужные продукты и не имеют побочек.
То есть, стало можно легко создавать любые, даже самые экзотические молекулярные конструкции с точки зрения органического синтеза.
Метод начали использовать в генетике - для картирования ДНК.
С его помощью производят оптические отбеливатели, пластификаторы, гербициды, антикоррозийные средства и ещё много чего.
Активно применяют в фармацевтике: появились новые антибиотики, нейролептики, обезболивающие и гипотензивные препараты.
- Пример: для получения эффективного противоракового препарата берут два уже проверенных препарата, но с разными механизмами действия, и соединяют новым методом. Получается средство, на порядок эффективней. Как вариант: одна молекула отвечает за то, чтобы препарат попал в нужную часть организма, а другая и есть лекарство.
Перспектива
И даже это - уже прошлое медицины. Сейчас проходят клинические испытания препараты, разработанные на основе подхода Каролин Бертоцци.
Оба компонента клик-реакций чрезвычайно чувствительны друг к другу и при этом нечувствительны к другим веществам, в том числе и присутствующим в живых клетках — белкам и тд.
И Бертоцци научилась проводить нужные реакции прямо в живых клетках без побочных эффектов и вообще каких-либо нарушений химического состава клетки . Их называют биоортогональными реакциями. Попросту говоря, это не токсичные процедуры. А "по пути" в клетку ничего полезного не потерялось.
Что они дадут медицине:
- можно добавлять новые рецепторы на мембрану клеток, чтобы проще было доставлять в них лекарства
- можно избирательно пришивать метки к маркерам раковых клеток, чтобы лучше и раньше распознавать опухоли
- можно создавать новые тест-системы, проверять, как работают лекарства, следить за перемещением веществ по клеткам и тд.
Что дополнительно заинтересовало лично меня. Вам не кажется, что клик-химия действует похоже на антитела? Распознаётся конкретная молекула и к ней что-либо присоединяется. Только в случае с антителами - слабые невалентные взаимодействия, а в клик-реакциях группы присоединяются прочными ковалентными связями.
То есть, сам организм именно таким способом борется с чужеродными вторжениями, и вот человек стал сам по своей воле применять в своём организме этот способ... Разгадал загадку природы?