伊利诺伊大学香槟分校
下一代分子机器旨在使用积木方法合成小分子，以重现复杂的自然产物，就像分子的3D打印机一样
信用:弗雷德兹维奇 一组新的分子构建模块旨在使复杂的化学反应像玩具构建工具包一样简单易懂
伊利诺伊大学香槟分校的研究人员和革命医药公司的合作者
开发了一种新的化学构建模块，可以简单地咬合在一起，形成具有复杂曲折的3D分子，还开发了一种自动化机器，可以像3D打印机一样组装分子
这项研究的领导者Dr
这位侍者名叫马丁
伯克是伊利诺伊大学的化学教授，也是卡尔伊利诺伊医学院的成员，还是一名医学博士
研究人员在《自然》杂志上报道了他们的发现
伯克说:“它以非常简单的方式制造非常复杂的3D分子。”
“这一直是只有有几十年经验的持卡化学家才能进入的密室
这一新进展使大门大开
现在每个人都可以进来在沙盒里玩，因为这些非常复杂的分子变得非常容易接近
" 丹尼尔·布莱尔只需几下按键和点击，就可以向分子制造机发送指令，该机器可以从简单的化学构件组装出复杂的分子
信用:弗雷德兹维奇 15年多来，伯克的团队率先开发了一种叫做MIDA硼酸盐的简单化学结构单元，这种结构单元通过一个简单的反应就能组装成小分子
他的实验室和Revolution Medicines的合作者开发了一种分子制造机器，利用这些构件自动进行化学合成
然而，MIDA区块在很大程度上仅限于制造扁平的2D分子
新的积木被称为TIDA博罗内特，解开了缺失的第三维，将特定的扭曲和三维结构直接结合到积木中
“这一切都与功能有关
三个维度等于函数，”伯克说
“第一代就像那些方形和矩形的儿童砖块，可以点击在一起建造一个漂亮、简单的玩具屋
这些就像是为成年人设计的酷而复杂的砖块套件，让你可以建造蝙蝠移动机器人
" 为了展示TIDA区块和新的第二代分子制造机器的能力，研究人员合成了两种具有特定3D特征的抗菌天然产品，包括循环结构，以及在不同类型的分子中发现的一系列较小的代表性结构
身穿白色衣服的伯克和布莱尔讨论了他们合作研究的下一步，该研究可能会大大扩展新药开发创新，并为依赖小分子的技术打开大门
信用:弗雷德兹维奇 该论文的第一位和合著者、博士后研究员丹尼尔·布莱尔说:“大自然非常擅长以非常精确的方式制作三维事物。”
“我们用来制造许多药物的灵感的许多分子都是天然产物，那些具有这些3D结构的分子在临床应用中往往表现更好
然而，在此之前，很难在模块化构建模块中捕获这些结构
整个目标是帮助更多的人尽可能简单地制造更多的分子
" 研究人员说，制造分子的积木方法对化学家和非化学家都有很多好处
布莱尔说，通常情况下，化学家会花费大量时间和精力来制造单个目标分子
布莱尔说:“三维阻碍了一个分子的不同衍生物的制备，以探索其功能。”
“通过在模块化构建模块中捕捉大量三维信息，我们可以轻松构建目标分子
接下来，我们可以交换单个构件来直接访问衍生物，然后看看这如何影响分子功能
" 除了包含更多功能之外，TIDA硼酸盐建筑砌块在重要反应环境中的稳定性比MIDA硼酸盐砌块高1000倍
它们在水中也非常稳定，能够在更广泛的条件下简单合成更多种类的化学物质
研究人员设想创建分子构建模块套件，使非化学家能够获得复杂分子，用于医学、材料、制造、能源等众多领域
信用:弗雷德兹维奇 “MIDA在连接器的地方有一个松动的地方
当我们转到TIDA时，连接器部分像螺丝一样扭曲，就像拧紧一个螺栓和一个螺母
现在它出奇的稳定，”伯克说
研究人员正致力于扩大TIDA硼酸盐建筑材料库，并计划利用MIDA硼酸盐的成功作为路线图，使它们尽可能广泛地商业化
伯克说，MIDA硼酸盐现在被广泛使用:大约有270种是商业上可获得的，超过250个学术和工业实验室使用它们进行发现，导致超过750份出版物和200份专利申请
“我们现在非常兴奋的事情之一是，我们可以为真正复杂的分子制造分子构建套件
就像一个塑料块工具包有所有的专门部件，你把它们扣在一起，现在我们可以想象复杂的，重要的分子的工具包，然后让非化学家可以使用
我认为这是一个机会，让我们打破一些传统上限制分子水平创新的障碍
" 美国
我的
已经申请了MIDA和TIDA的专利
论文“自动迭代Csp3-C键形成”发表在《自然》杂志上
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