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化学世界未解之谜——我们能研制出全新类型的药物吗?

来源:未知作者:刘心宇 点击:所属专题: 化学研究热点
化学的核心就是实用与创新:制造出各种分子,这样我们就能够开发出新材料来构建万事万物,或者研制出新型抗生素,战胜不断出现、不断变强的耐药菌。 20世纪90年代,化学家曾对“组合化学”寄予厚望:利用一些基本构建单元,随机组装出成千上万的新分子,然后再筛选出需

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化学世界未解之谜——我们能研制出全新类型的药物吗?

化学的核心就是实用与创新:制造出各种分子,这样我们就能够开发出新材料来构建万事万物,或者研制出新型抗生素,战胜不断出现、不断变强的耐药菌。

20世纪90年代,化学家曾对“组合化学”寄予厚望:利用一些基本构建单元,随机组装出成千上万的新分子,然后再筛选出需要的分子。这种方法一度被认为是药物化学的未来,如今它的光环却已渐渐消退。

但是,如果化学家能合成足够多的分子类型,然后找到理想的方法,从中筛选出需要的那几种,组合化学就有可能迎来第二春。生物技术或许能提供帮助——例如, 每一种分子都能够连接到一段DNA“条形码”上,这样既能识别有用的分子,又能把它们从大量分子中提取出来。或者,科学家还可以按照达尔文进化论的思想, 在实验室中逐步改造候选分子库。他们就可以用DNA编码潜在的蛋白质药物分子,然后通过“易错”复制,制造出成功药物的变异体,从而在每一轮的复制和选择 中,寻找效果得到改善的药物分子。

还有就是借用自然规则,按指定方式来连接分子片段。以蛋白质为例,它具有严格的氨基酸序列,因为这是由编码这种蛋白质的基因所决定的。利用这种模式,化学 家也许可以通过编程的方式,让化学分子自组装。这种方法的优点在于它是“绿色”的,因为它减少了我们不需要的副产物,相关的能量和材料浪费也更少。

哈佛大学的戴维·刘(David R. Liu)教授和合作者正在沿着这条道路前进。他们在分子模块上连接短链DNA,而这些DNA可以编码连接分子模块的结构。他们还制备了一种能沿着短链 DNA运动的分子,这些分子可读取DNA上的编码信息,把一些小分子连接到分子模块上,从而制造出连接结构——类似于细胞中蛋白质的合成过程。戴维·刘的 新方法为新药开发提供了一条捷径。“许多生物学家都相信,在未来的医疗领域,大分子(macromolecule)即使不能占据主导地位,它也将扮演越来 越重要的角色,”戴维·刘说。

(责任编辑:化学自习室)
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