ScienceHub #13: Химия изоцианидов

В проекте ScienceHub ученые в своих лабораториях рассказывают о текущих исследованиях, новых технологиях и перспективных направлениях развития науки. В этом выпуске мы побеседовали с заведующим кафедрой органической химии МГУ им. М. В. Ломоносова, доктором химических наук Валентином Ненайденко о роли коротких пептидов в организме человека, альтернативных методах синтеза лекарств и сотрудничестве лабораторий с фармацевтическими компаниями.

Чем интересны изоцианиды? Это молекулы, которые могут работать как скрепляющие узлы, и главное и наиболее интересное направление в химии изоцианидов — это использование их в многокомпонентных реакциях. Можно смешать сразу несколько простых компонентов в одной колбе и получить достаточно сложные молекулы. Например, ценнейшим направлением в химии изоцианидов является получение пептидных соединений на основе реакции Уги. Реакция Уги — это уже классическая четырехкомпонентная реакция, которая была открыта в конце 50-х — начале 60-х годов Иваром Уги и носит его имя. Ивар Уги — классик и пионер в этой химии, и он впервые показал, что, смешав четыре простых компонента: карбоновую кислоту, изонитрил, амин и карбонильное соединение, — можно в одну стадию получить фрагменты пептидов.

Короткие пептиды встречаются в нашей жизни, в природе очень часто. Можно упомянуть такие молекулы, как глутатион. Это очень простая молекула, которая состоит из трех аминокислотных остатков: глутаминовой кислоты, цистеина и глицина. Но эта простая молекула выполняет чрезвычайно важные жизненные функции: она удаляет токсичные вещества из нашего организма, регулирует окислительно-восстановительные процессы, она позволяет омолаживать организм и в конечном итоге глутатион — это молекула, которая влияет на продолжительность жизни.

Так называемый трипептид RER играет ключевую роль в процессах запоминания информации, процессах формирования памяти. Используя химию изоцианидов, мы синтезировали неприродные аналоги трипептида RER, которые по своему геометрическому строению и электронным характеристикам похожи на природную молекулу. Короткие пептиды могли бы быть идеальными лекарствами, однако препарат, построенный на основе альфа-аминокислот, очень быстро расщепляется в нашем организме, и это не позволяет в должной степени контролировать терапевтические эффекты. Поэтому мы использовали молекулу, похожую на природный трипептид, но имеющую остатки синтетических аминокислот. Оказалось, что эти молекулы работают, и в настоящее время соединение-лидер проходит клинические испытания. Мы изучаем это вещество как возможную таблетку памяти. Использование такой таблетки памяти позволяет увеличить время хранения информации.