Vīnes Universitātes ķīmiķi ir atklājuši pavisam vienkāršu reakciju, lai iegūtu svarīgas klases bioaktīvus savienojumus.

Daudzu dabas vielu un medikamentu struktūras pamatā ir tā sauktais dikarbonilu struktūras elements, kura iegūšanai ne vienmēr ir labi attīstītas ķīmiskās metodes. Vīnes Universitātes ķīmiķi ir attīstījuši jaunu, vispārīgu metodi 1,4-dikarbonilsavienojumu ieguvei, kas ļaus nākotnē to potenciāli izmantot jaunu medicīnas preparātu un dabas produktu efektīvai ieguvei. Šī darba rezultāti nesen ir publicēti prestižajā žurnālā "Science", publikācijas pirmais autors ir latviešu jaunais zinātnieks Dainis Kaldre.

Lai dzīvotu līdz civilizācijas attīstībai, ir konstanta nepieciešamība pēc jaunu savienojumu ieguves un izpētes. Jaunu zāļu savienojumu izstrāde un testēšana, materiālu sintēze ir vienmēr liels izaicinājums, ar ko ikdienā nodarbojas organiskais ķīmiķis. Kad organiskie ķīmiķi vēlas iegūt jaunus savienojumus, viņi analizē funkcionālās grupas mērķa savienojumā, lai izvēlētos atbilstošu pieeju savienojuma efektīvai sintēzei.

Tomēr dažu savienojumu klašu ieguvei metodoloģijas nav tik attīstītas, piemēram, kad nav iespējams izmantot "normālo" sākumsavienojumu polaritāti. Klasisks piemērs ir 1,4-dikarbonilsavienojumi, kurus ir daudz sarežģītāk iegūt nekā atbilstošos 1,3- vai 1,5- dikarbonilsavienojumu analogus. Tomēr 1,4-dikarbonilu struktūras elements ir pamatā daudziem medikamentiem un dabas produktiem, lai gan līdz šim labas metodes to ieguvei ar stereoselektivitātes kontroli nebija atklātas.

Nuno Maulides laboratorija Vīnes Universitātē ir attīstījusi jaunu metodi 1,4-dikarbonilsavienojumu ieguvei izmantojot vienkārši pieejamus sākummateriālus - sulfoksīdus un inamīdus. "Mūsu metode ir īpaša ar to, ka sērs ir ietverts sākumsavienojumos un pilda svarīgu lomu reakcijas norisē, bet neparādās reakcijas gala savienojumos," saka Immo Klose, viens no publikācijas autoriem.

Izvēloties pareizos aizvietotājus sulfoksīda molekulai ir iespējams selektīvi iegūt visus savienojuma stereoizomērus, kas pirms tam nebija iespējams. "Sulfoksīda sākumsavienojumiem ir divas pozīcijas, kurās varam izmainīt aizvietotājus pēc izvēles. Tas padara mūsu metodi par ļoti fleksiblu un vispārīgu pieeju 1,4-dikarbonilsavienojumu ieguvei," saka publikācijas autors Dainis Kaldre.

Jaunas iespējas zāļu savienojumu attīstībai

Šīs  metodes fleksibilitāte nākotnē ļaus viegli iegūt jaunas potenciālo zāļu vielu molekulas, kuru sintēzei nebija viegli iegūstama ceļa. "Science" publikācijā autori jau demonstrē vienkāršu Matriksa metaloproteināzes inhibitoru ieguves ceļu, kas ir zināmi kā pretvēža savienojumi. "Līdz šim nebija labi attīstītas metodes noteiktas stereokonfigurācijas 1,4-dikarbonilu ieguvei. Tagad mūsu metode atļauj iegūt jebkuru no stereokonfigurācijam selektīvi," saka  Vīnes Universitātes profesors Nuno Maulide.

Projekts tika izstrādāts Vīnes Universitātes profesora Nuno Maulides laboratorijā ERC konsolidācijas granta "Vinyl cation" (https://cordis.europa.eu/project/rcn/205713_en.html) ietvaros. Šī granta ietvaros tiek attīstīti metodoloģijas projekti jaunu savienojumu efektīvai ieguvei ievērojot  atomu ekonomiju principu.

Ar pilnu publikācijas tekstu var iepazīties žurnāla "Science" mājaslapā: http://science.sciencemag.org/content/361/6403/664 .

Par publikācijas pirmo autoru Daini Kaldri

Savu zinātnisko karjeru Dainis Kaldre uzsāka 2006. gadā Latvijas Organiskās sintēzes institūta Membrānaktīvo un β-diketonu laboratorijā prof. Gunāra Dubura vadībā, strādājot organiskās ķīmijas jomā pie jaunu gēnu transfekcijas aģentu izstrādes. 2010. gadā Dainis pārcēlās uz Kanādu, kur sāka savas doktora studijas McGill Universitātē James L. Gleason laboratorijā. Šeit medicīnas un organiskās ķīmijas jomā viņš izstrādāja jaunu preklīnisko pieeju vēža ārstniecībai, kombinējot vairākus zāļu struktūras elementus vienā molekulā. Šāda pieeja ļauj daudz efektīvāk ārstēt vēzi, izvairoties no iegūtās vēža šūnu rezistences attīstības.

2016. gada sākumā, pēc veiksmīgas doktora tēžu aizstāvēšanas, Dainis uzsāka postdoktorantūras studijas Vīnes Universitātes Ķīmijas fakultātē pie jaunu atomu ekonomisku metožu izstrādes zāļu pamatstruktūru vienkāršai ieguvei. Daiņa darba rezultāti projekta ietvaros ir publicēti prestižajā žurnālā "Angewandte Chemie International Edition" (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201610105), un pavisam nesen arī žurnālā "Science" (http://science.sciencemag.org/content/361/6403/664). Dainis cer turpināt iesāktās zinātniskās tēmas un arī nākotnē attīstīt jaunus medikamentus vēža un citu slimību ārstniecībai un jaunas, modernas pieejas zāļu vielu izstrādei un sintēzei.

Sagatavoja Ilze Stengrevica,
LZA sabiedrisko attiecību speciāliste