Molekülleri Lego Parçaları gibi İnşa Etmek

Moleküller, telefonlardan arabalara, yediğimiz cipslere kadar modern dünyanın yapı taşlarıdır. Yeni molekülleri sentezlemek ise inanılmaz derecede maliyetli ve zaman alıcı bir süreçtir. Chicago Üniversitesi’nden bir kimyager ekip bunun daha kolay bir yolunu bulmaya çalışıyor.

‘’Bir molekülün diyagramına bakarsanız, elementleri lego parçası gibi bir araya getirmeniz gerekir gibi görünür, ama bunu yapamazsınız. Biz bunu değiştirmek istiyoruz.’’ diyor Prof. Mark Levin.

Onlarca yıllık deneylere rağmen, kimya birçok yönden sanata benziyor. Moleküller, uzun, tekrarlı bir süreçte sentezleniyor veya inşa ediliyor. Bazen molekülden bazı parçaları ayırmak ya da eklemek gerekiyor. Kullandığımız her molekül, halımızdaki liflerden yola çıkın da bu halıyı temizlemek için kullandığımız deterjanlara kadar her madde böyle inşa ediliyor. Bu inşanın elbette bir sistemi var fakat bazı ara aşamalarda oluşan veya yan ürün olarak oluşan moleküller çok zehirli olabilir. Ayrıca tüm bu süreç çok zaman ve enerji gerektirir.

Bilim insanları veya ilaç üreticiler yeni bir molekül aradıklarında ise bu iş daha da zahmetli hale gelir çünkü molekülü test etmek için çok fazla seçenek aramaları gerekir.

Biyologların kalp hastalığı için önemli olduğunu belirledikleri, hücrenin bir bölümünü hedef alan yeni bir ilaç yapmak istediklerini varsayalım. Genel olarak, hücrenin o kısmına bağlanan binlerce molekülü tararsınız. Daha sonra molekülleri vücut için daha kolay absorbe etmek veya yan etkilerden kaçınmak için modifiye etmeye başlarsınız. Her seferinde, “Bu tarafta bir azot yerine bir karbon atomu daha iyi çalışır mıydı acaba?” diye düşünerek, başa dönüp onu nasıl inşa edeceğinize baştan başlamalısınız. Bu çok yorucu ve uzun zaman gerektiren bir süreçtir.

İşte bu yüzden Levin’in ekibi moleküle bağlı grupları doğrudan değiştirebilmenin yollarını arıyor.

Chicago Üniversitesi’ndeki kimyagerler, bir molekülden azot atomunu kelimenin anlamıyla ‘’silmenin’’ bir yolunu bularak bu arayışta bir atılım yaptı. Şu anda kullanılmakta olan benzer süreçler var ama sonucunda çok toksik moleküller oluşuyor. Levin’in ekibi bunun yerine reaksiyondaki ara adımı atlatabilen bir anahtar reaktif ekliyor. Azot N2 olarak molekülden ayrılıyor ve bunun yerine iki karbon atomu bir bağ oluşturuyor.

Yeni bir keşif olarak sayılabilecek bu yöntem, molekülleri inşa etmek için yeni yollar açıyor.

Yöntem her molekül için işe yaramasa da önemli birçok molekülde kullanılabiliyor. Örneğin, FDA tarafından onaylanmış bir kanser ilacında bulunan lapatinib molekülü üzerinde Levin’in yöntemi test edildi ve molekülün bileşimi hızlı ve kolay bir şekilde düzenlenebildi.

‘’Bu keşfin diğer önemli yanı da, normalde çalışması çok zor olan moleküller üzerinde çalışabilmenin gerçekleşmiş olması olacak’’ diyor Lenin. ‘’Daha geniş zamanda düşünürsek, umuyoruz ki ileride bir molekülü optimize etmeyi düşünmede yeni dönüşümlere yol açacak’’.

Kaynak : news.uchicago.edu