一种新的催化剂可使甲基取代氢原子，从而大大提高药物的效力。图片来源：KAIBO FENG
多年来，药物研发化学家一直在努力简化一个能将药物效力提高2000倍的过程——神奇的甲基化。这种反映会清除单个氢原子，并以甲基替代，从而重塑药物分子，使其更容易与生物靶点相互作用。
但是，这一要领说起来容易做起来难，很少有研究人员愿意去实验。
现在，终于有人愿意去碰这颗“硬钉子”。据《科学》报道，美国伊利诺伊大学香槟分校有机化学家M.Christina White研究小组陈诉称，他们已经发现了一种新催化剂，可以在种种类药物分子上轻松进行上述那种“精妙”的化学反映，这一进展或可为从癌症到熏染病等，种种疾病的治疗提供新要领。
White解释说，为了告竣上述神奇反映，了解化学家构建药物分子的要领是很有资助的。大多数药物分子都含有一个碳骨架，通常呈棒状或环状，每个碳上都挂着多个氢原子�；Ъ胰缤肿油饪埔缴�，切除特定的碳原子或氢原子，并用氧原子或氮原子取代它们。如果研究人员想添加一个神奇的甲基（由一个碳原子与三个氢原子结合而成），他们往往必须从构建一个新骨架开始。
White试图找到一种要领，在药物制造过程的最后添加一个甲基。为了做到这一点，她需要通过“手术”一次剪断一个碳—氢（C-H）键的同时，而不破坏分子中其他十几个或更多的C-H键。但是由于C-H键是有机分子中最强的键之一，这使得仅针对一个键动“手术”而不影响其他键变得越发困难。
在自然环境中，构建和重塑分子的方式是通过庞大的酶来完成，它们可以抓住碳氢化合物支架，这样只有一个C-H键接触到酶的催化位点。然而，每种酶通常只对一种特定的分子起作用。
White说：“我们希望发现一种试剂，在具有选择性的同时也具有普遍性。”
为了找到这种催化剂，2007年，White和其时的研究生Mark Chen设计了一种中心含有一个铁原子的雪花状化合物，并实验用其在类药物分子中的理想点上添入氧原子。实验发现，这种催化剂可以像酶一样有选择性地事情。但它并不能在很多分子结构上起作用，或者在靠近药物分子中最为常见的氮原子时起作用。
面对挫折，White团队坚持了下来。2015年，她和同事设计了一种允许铁催化剂和其变体，向类药物分子中添加氧原子的新条件。2019年，他们制造了一种类似的锰基催化剂，在含有氮和其他常见添加剂的类药物分子上进行氧氢交换。
在上述研究基础上，如今White团队研发出的化学添加剂可资助完成“神奇甲基”反映。在用氧原子取代氢原子之后，它从一种称为三甲基铝的试剂中，窃取一个甲基并将其插入氧原子的位置。
White团队研究人员近日在《自然》上陈诉说，他们已经对41种差异的碳氢化合物进行了这种分子手术，其中包罗16种常见的类药物支架。
这种试剂将使在药物分子中插入“神奇甲基”变得简单、廉价。如果加入甲基确实增加了药物效力，医生可能会给病人的药物减小剂量。这样可以提高用药宁静性，减少副作用。