RIKEN化學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種能夠在體內(nèi)合成藥物分子的高活性催化劑。在小鼠體內(nèi)，使用注射的催化劑在腫瘤附近組裝的抗癌藥物抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。
該論文發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》雜志上。
在通過(guò)注射或丸劑輸送的傳統(tǒng)藥物中，活性藥物分子在全身循環(huán)，不僅淹沒(méi)目標(biāo)部位，而且淹沒(méi)健康組織。由此產(chǎn)生的副作用可能非常嚴(yán)重，以至于可能造成永久性損傷并迫使治療停止。
在體內(nèi)的目標(biāo)部位組裝藥物分子可以使它們更有效，同時(shí)最大限度地減少其副作用。
RIKEN生物功能合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家KatsunoriTanaka表示：“在體內(nèi)直接合成藥物將使藥物能夠治療疾病，而不會(huì)對(duì)健康組織造成副作用。”“這就是為什么我們需要一個(gè)生物相容性生物催化系統(tǒng)來(lái)在體內(nèi)靶位點(diǎn)附近進(jìn)行藥物合成。”
該團(tuán)隊(duì)利用一種稱為烯烴復(fù)分解的催化化學(xué)反應(yīng)，在體內(nèi)進(jìn)行靶向藥物組裝。“烯烴復(fù)分解是構(gòu)建用于合成藥物的碳-碳雙鍵的最有效方法之一，”田中解釋道。“如果它可以在體內(nèi)發(fā)揮作用，那么我們就可以合成許多不同類型的藥物。”
大多數(shù)化學(xué)催化劑會(huì)被血液中的生物分子迅速失活。為了克服這個(gè)問(wèn)題，研究小組將釕基烯烴復(fù)分解催化劑包裹在一種稱為人血清白蛋白的保護(hù)性蛋白質(zhì)內(nèi)。
田中的團(tuán)隊(duì)此前曾證明，嵌入人血清白蛋白內(nèi)的氯化釕復(fù)合物(形成稱為人工金屬酶的催化組件)在血液中具有一定的活性?，F(xiàn)在，他們已經(jīng)證明，改用碘化釕絡(luò)合物可以產(chǎn)生一種性能優(yōu)越得多的人造金屬酶。
在低催化劑濃度下，新型白蛋白基碘化釕(AlbRuI)催化劑以高產(chǎn)率催化血液中三種類型的烯烴復(fù)分解反應(yīng)。
“AlbRuI在血液中也表現(xiàn)出24小時(shí)的強(qiáng)大穩(wěn)定性，”Tanaka說(shuō)。“這擴(kuò)大了人造金屬酶的生物相容性，并為開(kāi)發(fā)用于血液催化反應(yīng)的通用金屬基人造金屬酶打開(kāi)了大門(mén)。”
研究小組還表明，低劑量的癌癥靶向AlbRuI通過(guò)抗腫瘤藥物的局部合成顯著抑制小鼠體內(nèi)的腫瘤生長(zhǎng)。
該團(tuán)隊(duì)打算擴(kuò)大催化劑的用途。“我們希望利用AlbRuI來(lái)合成多種生物活性分子，”Tanaka說(shuō)。“然后我們不僅可以用它來(lái)治療癌癥，還可以治療其他疾病，而且沒(méi)有副作用。”
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