據(jù)最新一期《自然》雜志報道，美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校研究人員和革新醫(yī)學(xué)公司的合作者開發(fā)了一種新型化學(xué)構(gòu)件，這種構(gòu)件能像積木一樣簡單拼接在一起，利用他們開發(fā)的像3D打印機(jī)一樣的自動化機(jī)器，可將這些“積木”組裝成具有扭曲復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D小分子。
研究負(fù)責(zé)人、伊利諾伊大學(xué)化學(xué)教授馬丁·伯克博士說，新技術(shù)以非常簡單的方式制造非常復(fù)雜的3D分子。在過去超過15年的時間里，伯克團(tuán)隊率先開發(fā)了稱為MIDA硼酸鹽的簡單化學(xué)構(gòu)件，它們通過簡單的反應(yīng)順序連接在一起以構(gòu)建小分子。他們還開發(fā)出一種分子制造機(jī)器，用這些構(gòu)件自動進(jìn)行化學(xué)合成。但MIDA模塊在很大程度上僅限于制造扁平的2D分子。
新開發(fā)的稱為TIDA硼酸鹽的化學(xué)構(gòu)件則解開了缺失的第三維度，將特定的扭曲和3D結(jié)構(gòu)直接整合到構(gòu)件中。伯克說，第一代構(gòu)件就像兒童積木，可咔噠一下拼湊起來，建造一個簡單的玩具屋。而新構(gòu)件就像為成年人打造的酷炫、復(fù)雜的積木套件，可用來建造蝙蝠俠的戰(zhàn)車。
論文的第一作者丹尼爾·布萊爾說：“制造藥物時，許多分子的設(shè)計靈感都來自天然產(chǎn)物，而這些具有3D結(jié)構(gòu)的分子往往在臨床應(yīng)用中表現(xiàn)更好。而在此之前，很難在模塊化構(gòu)件中捕獲這些結(jié)構(gòu)。”
通常情況下，化學(xué)家會花費(fèi)大量時間和精力來制造單個目標(biāo)分子。通過在模塊化構(gòu)件中預(yù)先獲得大量第三維度的信息，研究人員可輕松構(gòu)建目標(biāo)分子，并觀察其如何影響分子功能。
除了包含更多功能之外，在重要的反應(yīng)設(shè)置中，TIDA硼酸鹽結(jié)構(gòu)單元的穩(wěn)定性比MIDA硼酸鹽結(jié)構(gòu)單元高1000倍。它們在水中亦非常穩(wěn)定，可在更廣泛條件下簡單地合成更多種類的化學(xué)品。
伯克表示，基于這項新技術(shù)，無論是化學(xué)家，還是非化學(xué)家，都有能力開發(fā)出新的藥物、材料、診斷探針、催化劑、香水、甜味劑等。（記者張夢然）
[ 責(zé)編：趙宇豪 ]