차세대 3D 분자 구조 혁신: 빛을 활용한 안정적 약물 개발 돌파구
Seoul뮌스터 대학교의 연구팀이 새로운 3D 분자 구조를 만드는 방법을 개발했습니다. 그들은 다양한 원자를 포함하는 우리 형태의 분자를 사용하여 기존의 평면 분자보다 더 안정성을 제공합니다. 이 혁신적인 방법은 약물 개발에 변혁을 일으켜 약을 더 안정적이고 효과적으로 만들 수 있습니다. 이 과정에서는 빛을 이용해 특수 촉매를 활성화하여 질소, 산소, 탄소를 합쳐 바이사이클로부테인이라는 화합물을 생성합니다.
이 발전은 제약 산업의 여러 중대한 문제를 해결하는 데 있어 매우 중요합니다.
- 안정성: 3D 구조의 케이지 같은 분자는 평면의 방향족 고리보다 생리적인 조건에서 더 안정적입니다.
- 다양성: 이러한 구조는 쉽게 수정할 수 있어 다양한 약물 후보의 개발을 용이하게 합니다.
- 효율성: 새로운 방법은 약물 발견을 위한 합성 절차를 간소화할 수 있습니다.
방향족 화합물은 의약품에 흔히 사용되지만, 체내에서 불안정해져 효과가 감소할 수 있습니다. 연구자들은 이러한 평면적 방향족 구조를 보다 안정적인 3차원 형태로 변형하여 약물의 신뢰성을 높이는 방법을 탐구하고 있습니다. 약물 개발에 중요한 질소와 산소를 추가하는 것도 이러한 구조의 효과를 개선하는 데 도움이 됩니다. 질소와 산소는 많은 약물의 작용에 핵심적인 역할을 합니다.
이 방법은 빛 에너지를 이용해 새로운 방식으로 화학 반응을 일으킵니다. 광화학 반응을 사용하면 특정 종류의 원자를 정밀하게 추가할 수 있어 복잡한 분자의 생성이 가능합니다. 이 기술은 빛이 화학 반응물로 작용하는 광환원 촉매가 현대 합성 화학에서 점차 중요해지고 있음을 보여줍니다. 이를 통해 이전에 제작이 어려웠던 분자 구조를 새롭게 만들 수 있는 방법이 열립니다.
새로운 분자의 잠재적 용도는 의학에만 국한되지 않습니다. 이 분자들은 강도와 유연성이 뛰어나 소재 과학 분야에서도 유용하게 사용될 수 있습니다. 과학자들은 이러한 분자를 활용해 새로운 유형의 플라스틱이나 특별한 특성을 가진 미세 물질을 개발할 수 있습니다. 이러한 진보는 다양한 과학 분야에서 3D 분자 구조를 활용할 수 있는 새로운 길을 열어줍니다.
뮌스터 대학교의 연구진은 합성 화학, 약물 개발 및 재료 과학에 기여할 수 있는 새로운 분자 설계 기법을 개발하고 있습니다. 이들은 삼차원 분자 구조에 헤테로 원자를 첨가함으로써 화학자들이 진보된 재료와 약품을 만드는 유용한 도구를 얻을 수 있도록 하고 있습니다.
연구는 여기에서 발표되었습니다:
http://dx.doi.org/10.1038/s41929-024-01239-9및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다
Chetan C. Chintawar, Ranjini Laskar, Debanjan Rana, Felix Schäfer, Nele Van Wyngaerden, Subhabrata Dutta, Constantin G. Daniliuc, Frank Glorius. Photoredox-catalysed amidyl radical insertion to bicyclo[1.1.0]butanes. Nature Catalysis, 2024; DOI: 10.1038/s41929-024-01239-9
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