Los investigadores aprovechan el intercambio de fluoruro de fósforo para "hacer clic" en nuevas moléculas

7 de junio de 2023

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por el laboratorio Cold Spring Harbor

Para químicos como el profesor John Moses del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL), la diversidad es una puerta de entrada al descubrimiento. Cuantas más moléculas tengan que explorar los científicos, más probable es que encuentren algo útil. Con el último avance del laboratorio de Moses, ahora pueden ensamblar rápidamente una amplia gama de moléculas complejas. Entre esas moléculas, Moses espera encontrar nuevas terapias efectivas contra el cáncer. La investigación se publica en la revista Chem.

En colaboración con el dos veces premio Nobel K. Barry Sharpless, el laboratorio de Moses ha ideado una transformación química que llaman intercambio de fluoruro de fósforo, o PFEx. PFEx une de manera eficiente los bloques de construcción químicos para formar nuevas moléculas, en un proceso confiable conocido como química de clic. Click chemistry ya ofrece a los químicos un poderoso conjunto de herramientas. Como la última incorporación a ese conjunto de herramientas, PFEx se inspira en la biología y utiliza fósforo como conector químico.

Dentro de las células, el fósforo da estructura al ADN y mantiene unidas las moléculas esenciales de almacenamiento de energía. Es un conector versátil. Puede conectar fácilmente múltiples grupos químicos. Estos grupos se pueden organizar alrededor del centro de fósforo para crear formas tridimensionales.

Moses dice: "La naturaleza ha reconocido su importancia: es un grupo privilegiado. Si estamos tratando de fabricar medicamentos que interactúen con la biología, no debemos ignorar ese hecho".

Los químicos ahora pueden usar PFEx para unir múltiples componentes químicos diferentes alrededor de un solo concentrador de fósforo. Al incorporar más conectores de fósforo, pueden construir moléculas aún más complejas. "Ahora estamos decorando este enlace tridimensional. Y eso nos permitirá acceder a un nuevo espacio químico", dice el investigador de investigación CSHL Joshua Homer. "Cuando accedes a un nuevo espacio, estás accediendo a una nueva función".

Las reacciones de PFEx podrían incluso permitir que los medicamentos se adhieran a sus objetivos dentro del cuerpo. El equipo de Moses ya ha comenzado a explorar PFEx como fuente de terapias contra el cáncer. Un beneficio de este enfoque es que los investigadores pueden optimizar la reactividad de las moléculas involucradas en las reacciones de PFEx. Esto podría garantizar que los medicamentos potenciales interactúen solo con sus objetivos deseados, lo que reduce el riesgo de efectos secundarios.

Los investigadores esperan que su nuevo tipo de química de clic ayude a crear materiales con propiedades útiles. Por ejemplo, PFEx podría usarse para incorporar retardantes de llama o antimicrobianos en superficies nuevas. Moses dice que los materiales PFEx tendrán una ventaja importante sobre los "químicos permanentes" que se encuentran en muchos de los productos actuales. Los enlaces de fósforo no son excesivamente estables. Esto significa que se pueden descomponer fácilmente cuando un producto está listo para reciclar.

Más información: John E. Moses, Intercambio de fluoruro de fósforo: química de clic catalítica multidimensional a partir de concentradores conectivos de fósforo, Chem (2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.013. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00245-0

Información del diario:química

Proporcionado por el Laboratorio de Cold Spring Harbor