Hemičari sa Nacionalnog univerziteta u Singapuru (NUS) razvili su način da naprave različite katalizatore kiralne deoksiribonukleinske kiseline (DNK) spajanjem popravke DNK sa biortogonalnom hemijom, otvarajući put efikasnijim i raznovrsnijim pristupima asimetričnoj katalizi.
Enzimska kataliza, koja koristi biološke proteine za ubrzavanje hemijskih reakcija, pojavila se kao održiv pristup za stvaranje hiralnih molekula. Međutim, korišćenje proteina kao katalizatora predstavlja izazove, jer su često nestabilni i zahtevaju složenu manipulaciju DNK za njihov dizajn.
Da bi rešili ova pitanja, naučnici su se okrenuli DNK kao stabilnijoj i isplativijoj hiralnoj skeli za održivu asimetričnu katalizu. Pored toga, jedinstveni mehanizam za uparivanje baza DNK ga takođe čini veoma programabilnim, nudeći preciznu kontrolu nad njegovom strukturom i funkcijom.
Istraživački tim predvođen docentom Džu Ru-Jijem, sa Odseka za hemiju na NUS-u, razvio je metod koji koristi prednosti enzimskog procesa koji se zove popravka DNK i kombinuje ga sa biortogonalnom hemijom da bi stvorio hiralne DNK katalizatore.
Ovaj metod pojednostavljuje proizvodnju DNK katalizatora, omogućavajući čak i nespecijalistima da izvode DNK katalizu bez potrebe za naprednim instrumentima ili stručnošću. Štaviše, bioortogonalne hemijske reakcije se odvijaju bez mešanja u bilo koju funkcionalnost, čineći ovaj metod visoko kompatibilnim sa različitim funkcionalnim grupama.
Nalazi istraživanja objavljeni su u časopisu Američkog hemijskog društva.
Istraživači su izgradili biblioteku od 44 DNK katalizatora koristeći ovaj novi pristup, koji kombinuje hemijske reakcije sa enzimskim procesima.
Ovi novorazvijeni DNK katalizatori su nadmašili prethodne verzije u pogledu enantioselektivnosti, obima supstrata i ukupne efikasnosti reakcije. Što je još važnije, tim je takođe demonstrirao prvi primer atroposelektivne DNK katalize, uspešno generišući aksilna hiralna jedinjenja koja su tipično izazovna za sintetizaciju korišćenjem metoda biokatalize.
Robusnost ove metode je dodatno prikazana njenom sposobnošću da sastavi širok spektar strukturno različitih DNK katalizatora sa nezaštićenim funkcionalnim grupama.
Profesor Zhu je rekao: „Naš metod značajno smanjuje barijeru za sprovođenje DNK katalize, koja je ranije zahtevala visoko specijalizovanu, skupu i izazovnu sintezu čvrste faze.“
„Očekujemo da će više istraživača shvatiti veliki potencijal DNK katalize i pridružiti se ovom uzbudljivom polju studija“, dodao je prof.
Gledajući unapred, istraživački tim aktivno osmišljava nove strategije za razvoj selektivnih i održivih hemijskih reakcija putem DNK katalize.
