近日，美國伊利諾伊大學香檳分校的研究人員發(fā)明了一種新催化劑，可使甲基取代氫原子，在藥物分子上輕松完成精妙的甲基化反應，從而提高藥物的效力。這一進展或可為從癌癥到傳染病等各種疾病的治療提供新方法。

多年來，藥物研發(fā)化學家一直在努力簡化一個能將藥物效力提高2 000倍的過程——神奇的甲基化。這種反應會清除單個氫原子，并以甲基替代，從而重塑藥物分子，使其更容易與生物靶點相互作用。但是，這一方法說起來容易做起來難，很少有研究人員愿意去嘗試。

研究人員解釋說，大多數(shù)藥物分子都含有1個碳骨架，通常呈棒狀或環(huán)狀，每個碳上都掛著多個氫原子?；瘜W家構建藥物分子時要切除特定的碳原子或氫原子，并用氧原子或氮原子取代它，若要添加1個甲基，必須從構建1個新骨架開始?；诖?，研究人員試圖找到一種方法在藥物制造過程的最后添加1個甲基。這種方法要在剪斷1個C—H鍵的同時，不破壞分子中其他的C—H鍵。而C—H鍵是有機分子中最強的鍵之一，這使得僅針對一個鍵動“手術”而不影響其他鍵變得更加困難。

在自然環(huán)境中，構建和重塑分子的方式是通過復雜的酶來完成，它們可以抓住碳氫化合物支架，這樣只有1個C—H鍵接觸到酶的催化位點。然而，每種酶通常只對1種特定的分子起作用。

研究人員希望能夠找到一種類似的催化劑，在具有選擇性的同時也具有普遍性。為此，他們設計了一種中心含有1個鐵原子的雪花狀化合物，并嘗試在藥物分子中的理想點上添入氧原子。實驗發(fā)現(xiàn)，這種催化劑可以像酶一樣有選擇性地工作，但并不能在多分子結構上起作用，或者在靠近藥物分子中最為常見的氮原子時起作用。隨后，他們又設計了1種允許鐵催化劑和其變體向類藥物分子中添加氧原子的新條件，并制造了1種類似的錳基催化劑，在含有氮和其他常見添加劑的類藥物分子上進行氧氫交換。

在上述研究基礎上，研究團隊終于研發(fā)出可完成“神奇甲基化”反應的催化劑，在用氧原子取代氫原子之后，從三甲基鋁的試劑中竊取1個甲基并將其插入氧原子的位置。他們已經(jīng)對41種不同的碳氫化合物進行了這種分子手術，其中包括16種常見的類藥物支架。

這種試劑將使在藥物分子中插入“神奇甲基”變得簡單、廉價，如果加入甲基確實增加了藥物效力，醫(yī)生可能會給病人的藥物減小劑量，這樣可以提高用藥安全性，減少副作用。