शोधकर्ताओं ने यौगिक को सही 3डी ओरिएंटेशन देकर कुशल दवाओं को डिजाइन करने में सक्षम होने का एक तरीका खोजा है जो इसके लिए महत्वपूर्ण है जैविक गतिविधि.
स्वास्थ्य देखभाल में उन्नति a . के जीव विज्ञान को समझने पर निर्भर है रोग, सही निदान के लिए तकनीक और दवाएँ विकसित करना और अंततः रोग का उपचार करना। कई दशकों के शोध के बाद वैज्ञानिकों ने एक विशेष बीमारी में शामिल जटिल तंत्रों की समझ हासिल कर ली है, जिससे कई नई खोजें हुई हैं। लेकिन जब नई दवा खोजने और विकसित करने की बात आती है जो इलाज का एक नया तरीका पेश करती है तो अभी भी कई चुनौतियां हैं जिनका हमें सामना करना पड़ता है। हमारे पास अभी भी नहीं है दवाई या कई बीमारियों से निपटने के तरीके। किसी संभावित दवा की खोज से लेकर उसे विकसित करने तक की यात्रा न केवल जटिल, समय लेने वाली और महंगी है, बल्कि कभी-कभी वर्षों के अध्ययन के बाद भी खराब परिणाम आते हैं और सारी मेहनत व्यर्थ हो जाती है।
संरचना के आधार पर दवा डिजाइन अब एक संभावित क्षेत्र है जिसमें नई दवाओं के लिए सफलता हासिल की गई है। यह मनुष्यों के लिए उपलब्ध बड़े पैमाने पर और बढ़ती जीनोमिक, प्रोटिओमिक और संरचनात्मक जानकारी के कारण संभव हुआ है। इस जानकारी ने नए लक्ष्यों की पहचान करना और दवाओं की खोज के लिए दवाओं और उनके लक्ष्यों के बीच बातचीत की जांच करना संभव बना दिया है। एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी और जैव सूचना विज्ञान ने संरचनात्मक जानकारी के धन को सक्षम किया है दवा लक्ष्य इस प्रगति के बावजूद, दवा की खोज में एक महत्वपूर्ण चुनौती अणुओं की त्रि-आयामी (3 डी) संरचना को नियंत्रित करने की क्षमता है - संभावित दवाएं - सूक्ष्म सटीकता के साथ। नई दवाओं की खोज के लिए इस तरह की बाधाएं एक गंभीर सीमा हैं।
में प्रकाशित एक अध्ययन में विज्ञान, न्यूयॉर्क के सिटी यूनिवर्सिटी के ग्रेजुएट सेंटर के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक टीम ने एक ऐसा तरीका तैयार किया है जिससे दवा की खोज प्रक्रिया के दौरान रासायनिक अणुओं की 3D संरचना को तेजी से और अधिक मज़बूती से बदलना संभव हो जाता है। टीम ने नोबल पुरस्कार विजेता अकीरा सुजुकी के काम पर निर्माण किया है, जो एक रसायनज्ञ है जिसने क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रियाएं विकसित की हैं, जिसमें दिखाया गया है कि पैलेडियम उत्प्रेरक का उपयोग करके दो कार्बन परमाणुओं को जोड़ा जा सकता है और उन्होंने इस विशेष कार्य के लिए नोबल पुरस्कार जीता। उनकी मूल खोज ने शोधकर्ताओं को नई दवा उम्मीदवारों को तेजी से बनाने और संश्लेषित करने में सक्षम बनाया लेकिन यह केवल फ्लैट 2 डी अणु बनाने तक ही सीमित था। इन नए अणुओं का दवा या उद्योग में अनुप्रयोगों के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है लेकिन सुजुकी की विधि का उपयोग एक नई दवा के डिजाइन और विकास प्रक्रिया के दौरान अणु की 3 डी संरचना में हेरफेर करने के लिए नहीं किया जा सकता है।
चिकित्सा क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश जैविक यौगिक चिरल अणु होते हैं, जिसका अर्थ है कि दो अणु एक-दूसरे की दर्पण छवियां हैं, हालांकि उनकी समान 2D संरचना हो सकती है - जैसे दाएं और बाएं हाथ। ऐसे दर्पण अणुओं का शरीर में अलग-अलग जैविक प्रभाव और प्रतिक्रिया होगी। एक दर्पण छवि चिकित्सकीय रूप से लाभकारी हो सकती है जबकि दूसरी पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है। इसका एक प्रमुख उदाहरण 1950 और 1960 के दशक में थैलिडोमाइड त्रासदी है जब गर्भवती महिलाओं को दवा थैलिडोमाइड को दोनों दर्पण छवियों के रूप में शामक के रूप में निर्धारित किया गया था, एक दर्पण छवि उपयोगी थी लेकिन दूसरे ने जन्म लेने वाले बच्चों में विनाशकारी जन्म दोष पैदा किए। उन महिलाओं के लिए जिन्होंने गलत दवा का सेवन किया। यह परिदृश्य व्यक्तिगत परमाणुओं के संरेखण को नियंत्रित करने के लिए महत्व प्रदान करता है जो एक अणु की 3D संरचना का गठन करते हैं। हालांकि सुजुकी की क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रियाओं का उपयोग दवा की खोज में नियमित रूप से किया जाता है, फिर भी अणुओं की 3डी संरचना में हेरफेर करने में अंतर को भरना बाकी है।
इस अध्ययन का उद्देश्य नियंत्रण प्राप्त करना था जो अणु की दर्पण छवियों को चुनिंदा रूप से बनाने में मदद करेगा। शोधकर्ताओं ने अणुओं को उनकी 3डी संरचनाओं के भीतर सावधानीपूर्वक उन्मुख करने के लिए एक विधि तैयार की। उन्होंने सबसे पहले सांख्यिकीय तरीके विकसित किए जो किसी रासायनिक प्रक्रिया के परिणाम की भविष्यवाणी करते हैं। फिर इन मॉडलों को उपयुक्त परिस्थितियों को विकसित करने के लिए लागू किया गया जिसमें 3डी आणविक संरचना को नियंत्रित किया जा सके। पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रिया के दौरान विभिन्न फॉस्फीन योजक जोड़े जाते हैं जो क्रॉस-कपलिंग उत्पाद की अंतिम 3डी ज्यामिति को प्रभावित करते हैं और इस प्रक्रिया को समझना महत्वपूर्ण था। अंतिम उद्देश्य या तो प्रारंभिक अणु के 3डी अभिविन्यास को संरक्षित करना था या उसकी दर्पण छवि उत्पन्न करने के लिए उसे उल्टा करना था। कार्यप्रणाली को 'चयनात्मक रूप से' अणु की ज्यामिति को बनाए रखना चाहिए या उलट देना चाहिए।
यह तकनीक शोधकर्ताओं को इन यौगिकों की 3डी संरचना या वास्तुकला को नियंत्रित करने की स्थिति में रहते हुए संरचनात्मक रूप से विविध उपन्यास यौगिकों के पुस्तकालय बनाने में मदद कर सकती है। यह नई दवाओं और दवाओं की तेज और कुशल खोज और डिजाइन को सक्षम करेगा। संरचना-आधारित दवा की खोज और डिजाइन में अप्रयुक्त क्षमता है जिसका उपयोग नई दवाओं की खोज के लिए किया जा सकता है। एक बार जब एक दवा की खोज हो जाती है तो प्रयोगशाला से जानवरों के परीक्षण और अंत में मानव नैदानिक परीक्षणों तक जाने के लिए अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना बाकी है, जिसके बाद ही दवा बाजार में उपलब्ध होती है। वर्तमान अध्ययन दवा की खोज प्रक्रिया के लिए एक मजबूत आधार और एक उपयुक्त प्रारंभिक बिंदु प्रदान करता है।
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स्रोत (रों)
झाओ एस एट अल। 2018. Enantiodivergent Pd-उत्प्रेरित C-C बॉन्ड फॉर्मेशन लिगैंड पैरामीटराइजेशन के माध्यम से सक्षम है। विज्ञान. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
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