Se os químicos farmacêuticos são os caçadores de drogas que descobrem novos medicamentos, cientistas como Andrew McNally e Robert Paton são os armeiros - os criadores hábeis que equipam os caçadores de drogas com as ferramentas mais afiadas.

A dupla de químicos orgânicos da Colorado State University forjou uma nova e poderosa ferramenta para caçadores de drogas - um simples, reação química elegantemente projetada que poderia abrir uma ala pouco explorada da química biologicamente relevante. A contribuição deles, detalhado no jornal Ciência 16 de novembro poderia ser um tiro no braço para a descoberta de novos medicamentos.

Professor Assistente McNally, um químico sintético, e o professor associado Paton, um especialista em design químico computacional, juntou forças para criar uma nova reação de ligação carbono-carbono que é fundamental para como as drogas de pequenas moléculas são feitas e descobertas. A reação usa fósforo, em vez de um metal de transição comumente usado, para costurar anéis moleculares chamados piridinas. A falta de uma reação química acessível para o acoplamento de anéis de piridina foi uma deficiência no campo da descoberta de drogas.

A nova reação, criado no laboratório de McNally, é análogo à conhecida reação de acoplamento cruzado catalisada por paládio, que faz ligações carbono-carbono usando o metal de transição paládio como ponto de contato. Reações catalisadas por paládio, que foram o tema do Prêmio Nobel de Química de 2010, têm sido usados ​​por mais de 30 anos em laboratórios farmacêuticos como a química mais robusta para o acoplamento de anéis de benzeno. O acoplamento de benzeno é uma reação fundamental em muitos compostos farmaceuticamente ativos, dos quais milhares de drogas hoje - analgésicos, antimaláricos, contraceptivos - foram sintetizados pela primeira vez em laboratórios.

Mas a reação catalisada por paládio, para o qual o falecido químico da CSU John Stille foi um grande inovador nas décadas de 1970 e 80, não funciona bem para o acoplamento de anéis de piridina. Os anéis de piridina acoplados são um farmacóforo potencialmente valioso, ou parte química conhecida por interagir com um sistema biológico - a base de como as drogas interagem com o corpo. A criação de McNally, portanto, permite a construção fácil de compostos químicos tradicionalmente difíceis de fazer que são alvos biológicos conhecidos. Eles oferecem potencial para a descoberta de medicamentos para doenças antigas e novas - um novo arsenal de ferramentas que antes estava fora de alcance.

"Um dos principais objetivos de nosso laboratório sempre foi que qualquer pessoa em um ambiente farmacêutico fosse ao laboratório e experimentasse nossa química, "McNally disse." Se as pessoas puderem pegar isso e começar a usá-lo para descobrir pistas de drogas, seria uma vitória incrível. Temos usado a química do metal de transição por muitos anos, mas conseguir uma nova abordagem lá foi muito difícil. Tentamos tornar isso o mais fácil possível. "

Colaborar com o laboratório de Paton foi fundamental para a descoberta da nova reação, McNally disse, porque a experimentação por si só não poderia ter produzido seu modelo resultante. Paton é especialista em química quântica, usá-lo para projetar racionalmente novas estruturas químicas para realizar tarefas específicas. Por meio desses métodos, Paton e sua equipe validaram o uso de fósforo, e seguiram o mecanismo pelo qual o desafiador acoplamento da piridina é orquestrado.

"Este é o primeiro estudo que conhecemos que nos dá uma compreensão completa de como essas ligações são feitas, "McNally disse." As pessoas viram essas reações mediadas pelo fósforo como algo esotérico, sem significado prático. O modelo que desenvolvemos também nos permitiu desenvolver outras reações que serão valiosas para a indústria farmacêutica que estão em andamento em nosso laboratório. "

Paton diz que espera que os químicos medicinais usem esta nova química para desenvolver bibliotecas de compostos com acoplamentos de piridina catalisados ​​por fósforo, e que essas bibliotecas podem abrir portas para novos tratamentos com medicamentos.

"Queremos dar às pessoas métodos confiáveis ​​que possam usar todos os dias para fazer moléculas importantes, "Disse McNally.