‘3D-printer’ voor moleculen ontwikkeld

Share Button

Onderzoekers van het Howard Hughes Medical Institute, onderdeel van de Amerikaanse staatsuniversiteit University of Illinois at Urbana-Champaign, hebben een complex apparaat ontwikkeld waarmee moleculen in standaardstappen zijn te bereiden. Dit vereenvoudigt het experimenteren met nieuwe potentieel geneeskrachtige stoffen drastisch.

Tot voor kort was het een lastige klus om specifieke, iets ingewikkelder, chemische verbindingen te maken. De reden waarom bijvoorbeeld genetisch gemodificeerde bacteriën een belangrijke rol in de fijnchemie spelen. Grote moleculen, zoals lange eiwitketens, kunnen gemaakt worden door bouwstenen stap voor stap toe te voegen. Bij kleinere moleculen is dit vaak lastig. De traditionele methode is nogal ambachtelijk: een synthesepad bedenken en dan zuiveringsmethoden ontwikkelen, zodat je met de nodige moeite een zuiver eindproduct in handen krijgt. Dit verklaart mede waarom de ontwikkeling van nieuwe medicijnen een moeizaam proces is. Zelfs schaarse topchemici met jarenlange ervaring hebben er de handen vol aan om deze moleculen te bereiden.

De molecuulprinter is in dit stadium een hels ingewikkeld apparaat.

De molecuulprinter is in dit stadium een hels ingewikkeld apparaat.

Het proces is vooral interessant om kleine moleculen uit levende organismen synthetisch te kopiëren. Veel medicijnen zijn afgeleid van door planten, schimmels, bacteriën of andere levende organismen geproduceerde stoffen. Het team analyseerde duizenden van dergelijke verbindingen en ontdekte dat enkele honderden, ‘bouwstenen’ keer op keer voorkomen in deze verbindingen. Elke ‘bouwsteen’ heeft  twee chemische ‘verbindingsstukken’  waar met behulp van een vrij simpele standaardreactie, deze aan de verbindingsstukken van een andere bouwsteen kan worden geplakt. Zo kunnen, stap voor stap, alle denkbare moleculen van biologische oorsprong worden gefabriceerd.

Met het systeem  zijn veertien groepen stoffen gecreëerd, variërend van vrij eenvoudige, rechte moleculen tot ingewikkelder moleculen met veel zijtakken en ringen. Het systeem is nog verre van volmaakt, maar volgens de wetenschappers is nu een ‘roadmap’ opgesteld om een werkende molecuulprinter te synthetiseren. Als deze belofte werkelijkheid wordt, zou dit uitermate goed nieuws zijn: een stof waarvan de medische werkzaamheid is aangetoond, kan dan in zeer korte tijd in klinische tests worden onderzocht en in productie worden genomen. Uiteraard geldt dat ook voor andere toepassingen. In principe is de atomaire legodoos van Moeder Natuur nu veel toegankelijker geworden. Werkt het apparaat eenmaal goed, dan kan je elk denkbaar molecuul maken.

 

Bron:
Junqi Li, Steven G. Ballmer, Eric P. Gillis, Seiko Fujii, Michael J. Schmidt, Andrea M. E. Palazzolo, Jonathan W. Lehmann, Greg F. Morehouse, and Martin D. Burke. Synthesis of many different types of organic small molecules using one automated process. Science, 13 March 2015 DOI: 10.1126/science.aaa5414

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger