अणुहरूको थ्रीडी अभिमुखीकरण सुधार गरेर औषधिको दक्षता बढाउँदै: उपन्यास चिकित्सातर्फ एक कदम अगाडि

Researchers have discovered a way to be able to design efficient medicines by giving the compound a correct 3D orientation which is important for its जैविक गतिविधि.

स्वास्थ्य सेवामा उन्नति जीवविज्ञान बुझ्नमा निर्भर गर्दछ रोग, developing techniques and medicines for correct diagnosis and finally, treatment of the disease. After many decades of research scientists have gained an understanding of complex mechanisms which are involved in a particular disease which has led to many novel discoveries. But there are still several challenges that we face when it comes to finding and developing a new drug which would offer a novel way of treatment. We still have no औषधि or methods to combat many diseases. The journey from first discovering a potential drug and developing it is not only complex, time-consuming and expensive but sometimes even after years of study there are poor outcomes and all hard work goes in vain.

संरचनामा आधारित औषधि डिजाइन अब एक सम्भावित क्षेत्र हो जसमा नयाँ औषधिहरूको लागि सफलता हासिल गरिएको छ। यो सम्भव भएको हो किनभने ठूलो र बढ्दो जीनोमिक, प्रोटोमिक र संरचनात्मक जानकारीहरू मानवहरूका लागि उपलब्ध छन्। यो जानकारीले नयाँ लक्ष्यहरू पहिचान गर्न र लागूऔषधहरू र तिनीहरूका लागूऔषध खोजका लक्ष्यहरू बीचको अन्तरक्रिया अनुसन्धान गर्न सम्भव बनाएको छ। एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी र बायोइन्फर्मेटिक्सले संरचनात्मक जानकारीको धनलाई सक्षम पारेको छ औषधि लक्ष्यहरू। यस प्रगतिको बावजुद, औषधि खोजमा एउटा महत्त्वपूर्ण चुनौती भनेको अणुहरूको तीन-आयामी (3D) संरचना - सम्भावित औषधिहरू - मिनेट सटीकताका साथ नियन्त्रण गर्ने क्षमता हो। यस्ता बाधाहरू नयाँ औषधिहरू पत्ता लगाउनको लागि गम्भीर सीमा हुन्।

प्रकाशित भएको एक अध्ययनमा विज्ञान, न्यूयोर्कको सिटी युनिभर्सिटीको ग्रेजुएट सेन्टरका अनुसन्धानकर्ताहरूको नेतृत्वमा रहेको टोलीले औषधि खोजी प्रक्रियाको क्रममा रासायनिक अणुहरूको थ्रीडी संरचनालाई छिटो र अधिक भरपर्दो रूपमा परिवर्तन गर्न सम्भव बनाउँछ। टोलीले नोबल पुरस्कार विजेता अकिरा सुजुकीको काममा निर्माण गरेको छ, एक रसायनशास्त्री जसले क्रस-कप्लिङ प्रतिक्रियाहरू विकास गरे जसले दुई कार्बन परमाणुहरू प्यालेडियम उत्प्रेरकहरू प्रयोग गरेर बाँड्न सकिन्छ र यो विशेष कामको लागि नोबल पुरस्कार जित्यो। उसको मौलिक खोजले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई नयाँ औषधि उम्मेद्वारहरू छिटो निर्माण र संश्लेषण गर्न सक्षम बनायो तर यो फ्ल्याट 3D अणुहरू बनाउन मात्र सीमित थियो। यी उपन्यास अणुहरू सफलतापूर्वक औषधि वा उद्योगमा अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गरिएको छ तर नयाँ औषधिको डिजाइन र विकास प्रक्रियामा अणुको थ्रीडी संरचनालाई हेरफेर गर्न सुजुकीको विधि प्रयोग गर्न सकिँदैन।

चिकित्सा क्षेत्रमा प्रयोग हुने धेरैजसो जैविक यौगिकहरू काइरल अणुहरू हुन् जसको अर्थ दुई अणुहरू एकअर्काको मिरर छविहरू हुन्, यद्यपि तिनीहरूसँग एउटै 2D संरचना हुन सक्छ - जस्तै दायाँ र बायाँ हात। यस्ता मिरर अणुहरूको शरीरमा फरक जैविक प्रभाव र प्रतिक्रिया हुनेछ। एउटा मिरर छवि चिकित्सा रूपमा लाभदायक हुन सक्छ जबकि अर्को प्रतिकूल प्रभाव हुन सक्छ। यसको एक प्रमुख उदाहरण 1950 र 1960 को दशकमा थालिडोमाइड त्रासदी हो जब गर्भवती महिलाहरु लाई औषधि थालिडोमाइड लाई यसको दुबै दर्पण छवि को रूप मा शामक को रूप मा तोकिएको थियो, एउटा मिरर छवि उपयोगी थियो तर अर्कोले जन्मेका बच्चाहरु मा विनाशकारी जन्म दोष निम्त्यायो। गलत औषधि सेवन गर्ने महिलाहरूलाई। यस परिदृश्यले अणुको 3D संरचना गठन गर्ने व्यक्तिगत परमाणुहरूको पङ्क्तिबद्धता नियन्त्रण गर्नको लागि महत्त्व प्रदान गर्दछ। यद्यपि सुजुकीको क्रस-कप्लिङ प्रतिक्रियाहरू औषधि खोजमा नियमित रूपमा प्रयोग गरिन्छ, तर अणुहरूको थ्रीडी संरचना हेरफेरमा यो खाली ठाउँ अझै भरिन बाँकी छ।

यो अध्ययन नियन्त्रण प्राप्त गर्ने उद्देश्यले थियो जसले अणुको ऐना छविहरू छनौट गर्न मद्दत गर्दछ। अन्वेषकहरूले उनीहरूको 3D संरचनाहरू भित्र अणुहरूलाई ध्यानपूर्वक अभिमुख गर्न एक विधि डिजाइन गरे। तिनीहरूले पहिलो पटक रासायनिक प्रक्रियाको नतिजा भविष्यवाणी गर्ने सांख्यिकीय विधिहरू विकास गरे। त्यसपछि यी मोडेलहरू उपयुक्त अवस्थाहरू विकास गर्न लागू गरियो जसमा 3D आणविक संरचना नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। प्यालेडियम-उत्प्रेरित क्रस-कप्लिङ प्रतिक्रियाको समयमा विभिन्न फस्फिन additives थपिन्छन् जसले क्रस-कप्लिङ उत्पादनको अन्तिम 3D ज्यामितिलाई प्रभाव पार्छ र यो प्रक्रिया बुझ्न महत्त्वपूर्ण थियो। अन्तिम उद्देश्य या त सुरु गर्ने अणुको थ्रीडी अभिमुखीकरणलाई सुरक्षित राख्नु वा यसको मिरर छवि उत्पादन गर्न यसलाई उल्टो पार्नु थियो। पद्धतिले अणुको ज्यामितिलाई 'चयनित रूपमा' राख्नुपर्छ वा उल्टाउनु पर्छ।

यी यौगिकहरूको 3D संरचना वा वास्तुकला नियन्त्रण गर्ने स्थितिमा हुँदा यो प्रविधिले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई संरचनात्मक रूपमा विविध उपन्यास यौगिकहरूको पुस्तकालयहरू सिर्जना गर्न मद्दत गर्न सक्छ। यसले नयाँ औषधि र औषधिहरूको छिटो र प्रभावकारी खोज र डिजाइन सक्षम गर्नेछ। संरचनामा आधारित औषधि खोज र डिजाइनमा अप्रयुक्त सम्भावना छ जुन नयाँ औषधिहरू पत्ता लगाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ। एक पटक औषधि पत्ता लागेपछि प्रयोगशालाबाट पशु परीक्षण र अन्तमा मानव क्लिनिकल ट्रायलसम्मको लामो बाटो छ, त्यसपछि मात्रै औषधि बजारमा उपलब्ध हुन्छ। हालको अध्ययनले औषधि खोजी प्रक्रियाको लागि बलियो आधार र उपयुक्त सुरूवात बिन्दु प्रदान गर्दछ।

***

{तपाइँले उद्धृत स्रोत(हरू) को सूचीमा दिइएको DOI लिङ्कमा क्लिक गरेर मूल अनुसन्धान पत्र पढ्न सक्नुहुन्छ}

स्रोत (हरू)

झाओ एस एट अल। 2018. Enantiodivergent Pd-Catalized C–C बन्ड गठन ligand प्यारामिटराइजेशन मार्फत सक्षम गरियो। विज्ञान. https://doi.org/10.1126/science.aat2299

***