I ricercatori sfruttano lo scambio di fluoruro di fosforo per "incastrare" insieme nuove molecole

7 giugno 2023

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dal laboratorio di Cold Spring Harbor

Per chimici come il professor John Moses del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), la diversità è una porta verso la scoperta. Più molecole gli scienziati devono esplorare, più è probabile che trovino qualcosa di utile. Con gli ultimi progressi del laboratorio di Moses, ora possono assemblare rapidamente una vasta gamma di molecole complesse. Tra queste molecole, Moses spera di trovare nuove terapie efficaci contro il cancro. La ricerca è pubblicata sulla rivista Chem.

In collaborazione con il due volte premio Nobel K. Barry Sharpless, il laboratorio di Moses ha ideato una trasformazione chimica chiamata scambio di fluoruro di fosforo, o PFEx. PFEx unisce in modo efficiente i componenti chimici per formare nuove molecole, in un processo affidabile noto come click chemistry. Click Chemistry offre già ai chimici un potente set di strumenti. Come ultima aggiunta a quel kit di strumenti, PFEx prende spunto dalla biologia e utilizza il fosforo come connettore chimico.

All’interno delle cellule, il fosforo dà struttura al DNA e tiene insieme le molecole essenziali che immagazzinano energia. È un connettore versatile. Può collegare facilmente più gruppi chimici. Questi gruppi possono essere disposti attorno al nucleo di fosforo per creare forme tridimensionali.

Moses dice: "La natura ha riconosciuto la sua importanza: è un gruppo privilegiato. Se stiamo cercando di creare farmaci che interagiscono con la biologia, non dovremmo ignorare questo fatto".

I chimici ora possono utilizzare PFEx per unire più componenti chimici diversi attorno a un singolo hub di fosforo. Incorporando più connettori di fosforo, possono costruire molecole ancora più complesse. "Stiamo ora decorando questo collegamento tridimensionale. E questo ci consentirà di accedere a un nuovo spazio chimico", afferma Joshua Homer, investigatore della ricerca CSHL. "Quando accedi a un nuovo spazio, accedi a una nuova funzione."

Le reazioni PFEx potrebbero persino consentire ai farmaci di agganciarsi ai loro bersagli all'interno del corpo. Il team di Moses ha già iniziato a esplorare il PFEx come fonte di terapie contro il cancro. Un vantaggio di questo approccio è che i ricercatori possono ottimizzare la reattività delle molecole coinvolte nelle reazioni PFEx. Ciò potrebbe garantire che i potenziali farmaci interagiscano solo con i loro obiettivi desiderati, riducendo il rischio di effetti collaterali.

I ricercatori si aspettano che il loro nuovo tipo di chimica dei clic aiuterà a creare materiali con proprietà utili. Ad esempio, PFEx potrebbe essere utilizzato per incorporare ritardanti di fiamma o antimicrobici in nuove superfici. Moses afferma che i materiali PFEx presenteranno un vantaggio importante rispetto alle "sostanze chimiche eterne" presenti in molti dei prodotti odierni. I legami fosforici non sono eccessivamente stabili. Ciò significa che possono essere facilmente scomposti quando un prodotto è pronto per il riciclaggio.

Maggiori informazioni: John E. Moses, Scambio di fluoruro di fosforo: Chimica catalitica multidimensionale dei clic da Phosphorus Connective Hubs, Chem (2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.013. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00245-0

Informazioni sul diario:Chimica

Fornito dal laboratorio di Cold Spring Harbor