Yeni Gözenekli Katılar İlaçlardan Daha İyi Tedavi Edici Özelliklere Sahip Olacak
Araştırmacılar, onlarca yıldır sağ ve sol elin moleküllerinin benzerliği hakkındaki çalışmalarında zirve noktaya ulaştılar.
Caltech’ de Mark E.Davis öncülüğündeki uluslararası araştırmacılar, ilk kiral karbon molekül eleklerinin yapımında başarıya sağladılar. Bu keşif, hem kimya hem de biyoloji alanındaki büyük bir keşif olmayı da başardı. Özellikle ilaç ve türevlerini üreten firmalar ve diğer özel kimyasal işletmecileri için geniş etkiler yarattı.
Kiral hücre molekülleri arasında ortak özellikler bulunmaktadır. Kiraliteye sahip olan nesneler bir diğerinin yansıması gibi düşünülebilir. Tıpkı insanların sağ ve sol ellerinde olduğu gibi. Bu durum kimyada “enantiyomer” olarak adlandırılır. Yaşam; proteinler, şekerler ve DNA moleküllerinden oluşur. Ve bu moleküllerde kiral hücrelere rastlanabilir. İlaçların enantiyomere sahip molekülleri, hücrelerle etkileşime girdiğinde tamamen farklı işlevlere sahip olmuş olurlar.
Özellikle kimya ve ilaç endüstrisinde kiral moleküllerinin üretiminde zorluklarla karşılaşılır. Bu zorluklara, ya solakları sağdan sola çeviren fonksiyonları ayırırken ya da direk olarak sadece istenen enantiyomer molekülü üretmek için gerçekleşen kimyasal tepkimelerde karşılaşılır.
Davis ve takımı kiral molekülleri ayırt edebilmek için kullanılan bir moleküler elek geliştirdiler. Bu keşif ile birlikte işletmeciler de özel ve istenilen formlarda ilaç ve kimyasal üretimine geçmiş oldular. David tarafından göre örneğin ilaç endüstrisinde geliştirilen ilaçlardan ibuprofen olarak bilinen ilacın hem sağ hem de sol el fonksiyonlarını içerdiği ve yalnızca sol el versiyonu için terapötik olduğu belirtilmiştir.
“İbuprofenin yan etkilerini en aza indirmek için (örneğin karın ağrısı, ülser ve diğer hastalıklar) yalnızca sol elle kullanılan versiyonunu kullanmanız yararlı olacaktır.” Diyor Caltech Warren ve Katharine Schlinger Profesörü ve Kimya Mühendisi Davis. Ayrıca bununla ilgili çalışmalar ve araştırmalar 1 Mayıs Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’ nda yayımlanmıştır.
Kiral molekül elekleri üretimin maliyetinde düşüş sağlayabilir. Bu elekler, sağlam ve tekrar kullanılabilir özellikte olup, üretimde gerçekleşen diğer proseslere gerek kalmadan üretilebilirler.
Moleküler elekler, silikon tabanlı kristal kafeslerden oluşurlar. Ve bu kafesler, dizel yakıt ve benzin üretiminden havadaki oksijenin ayrıştırılmasına kadar olan milyarlarca dolarlık ticari uygulama prosesinde kullanılabilirler. Zeolit adı verilen minerallerden oluşurlar ve görünümleri mikroskop altında İsviçre peynirine benzer. Birbirine bağlı gözeneklerden meydana gelirler ve bu gözenek çapları 2 nanometreden daha küçük boyuttadır. Gözenekler, kullanılan katılardan şekli ile uyumlu olduklarının geçişine izin verirler. Bütün bunlara ek olarak, bu gözenekler özel kimyasal ürün üretimi sağlayabilen katalitik reaksiyona uğrayabilirler.
Moleküler elekler, kiral moleküllerinin geçiş formuna seçimli olarak izin verirler. Rice Üniversitesi araştırmacı yazarları kiral organik molekülünün geçişine yol gösterecek moleküllerin sentezi için araştırmalara başlamışlardır. Ayrıca Caltech araştırmacıları da on yılı aşkın bir süredir bu organik molekülün kimyasal özelliklerinin ne olması gerektiğini, moleküler eleklerin kullanımı ve toplanması hakkındaki araştırmalarına devam etmektedirler.
Shanghai Tech Üniversitesi araştırmacıları, bu eleklerin sağ ve sol el versiyonlarının kullanımını sağlamak amacıyla yüksek çözünürlüklü iletken elektron mikroskopisi yöntemi geliştirdiler. Bu yöntem ile kiral molekülleri hem ayırt edilebilecek hem de sentezini gerçekleştiren reaksiyonlar yürütelebilecek.
“Biz burada bu tasarım ile istediğimiz formlarda bilgiyi toplayabiliyoruz. Eğer sağ el kullanılıyorsa sağ el molekül eleği, sol el kullanılıyorsa aynı şekilde sol el moleküler eleği kullanacak şekilde tasarlıyoruz. Farklı işlevlere sahip moleküler elekler de mevcut.” Diyor 30 yılı aşkın süredir moleküler elek üretiminde çalışan Davis.
Yapılan bu çalışmanın başlığı “Enantiyomer Olarak Zenginleştirilmiş Polikristalin Moleküler Elekler” dir. Çalışmaya ayrıca katılan yazarlardan Caltech lisansüstü öğrencisi Stephen Brand ve eski Caltech lisansüstü öğrencileri Joel Schmidt ve Marat Orazov, Michael Deem ve Rice Üniversitesi’nden Frits Daeyaert ve Shanghai Tech Üniversitesi’nden Yanhang Ma ve Osamu Terasaki’dir. Çalışmaya finansman ise Chevron Enerji Teknoloji Şirketi ve Enerji Bakanlığı tarafından sağlanmıştır.
Kaynak : caltech.edu
