麻省理工学院的安妮·特拉顿 麻省理工学院化学家创造了一种新的含硼化学基团，其稳定性是硼本身的10000倍
学分:麻省理工学院新闻 硼，一种在元素周期表中位于碳旁边的非金属元素，有许多特性使它有可能成为有用的药物成分
尽管如此，只有五种美国食品和药物管理局批准的药物含有硼，主要是因为含有硼的分子在分子氧存在下不稳定
麻省理工学院的化学家们现在已经设计出一种含硼化学基团，其稳定性是其前身的10000倍
研究人员说，这可能使硼结合到药物中成为可能，并有可能提高药物结合目标的能力
“这是一个药物化学家可以添加到他们感兴趣的化合物中的实体，以提供其他分子所没有的令人满意的属性，”麻省理工学院的坚定化学教授、这项新研究的资深作者罗恩·瑞恩斯说
为了证明这种方法的潜力，瑞恩斯和他的同事们表明，他们可以提高一种药物的蛋白质结合强度，这种药物用于治疗由一种叫做甲状腺素运载蛋白的蛋白质错误折叠引起的疾病
麻省理工学院的研究生B·格拉汉和前研究生伊恩·温莎是这项研究的主要作者，这项研究发表在本周的《国家科学院院刊》上
前麻省理工学院博士后布莱恩·戈尔德也是这篇论文的作者
渴望电子 硼最常见于地壳中，以硼砂等矿物质的形式存在
它比碳少一个电子，并且渴望更多的电子
当硼被掺入到潜在的药物化合物中时，对电子的渴求通常会导致它与氧分子(O2)或另一种活性形式的氧相互作用，从而破坏化合物
含硼药物硼替佐米可防止细胞分解用过的蛋白质，是一种有效的癌症化疗药物
然而，这种药物不稳定，容易被氧气破坏
以前的研究表明，含硼化合物的稳定性可以通过添加苯来提高，苯是一种六碳环
2018年，瑞恩斯和他的同事使用这种方法创造了一种叫做达鲁纳韦的药物的改良版本，这是一种用于治疗艾滋病毒/艾滋病的蛋白酶抑制剂
他们发现这种分子与艾滋病毒蛋白酶的结合比最初版本的达鲁纳韦紧密得多
然而，后来的研究表明，这种分子在生理条件下仍然存活不了多久
在新的论文中，研究人员决定使用一种叫做羧酸盐的化学基团来进一步将硼固定在分子中
羧酸盐中的氧原子与硼形成强共价键——一种涉及原子间共享电子对的键
瑞恩斯说:“共价键使硼平静下来。”
“硼不再像在其他情况下那样与氧分子发生反应，它仍然保持其理想的性质
" 这些理想的特性之一是能够与药物目标形成可逆共价键
瑞恩斯说，这种可逆性可以防止药物永久锁定不正确的目标
另一个有用的特征是含硼基团——也被称为苯并噁硼烷酮——与其他分子形成许多称为氢键的较弱的键，这有助于确保一旦找到正确的目标就能紧密配合
更高的稳定性 一旦他们证明苯并噁硼烷酮在其他情况下明显比硼更稳定，研究人员就用它来创造一种能与甲状腺素运载蛋白结合的分子
这种蛋白质通过血液携带激素，当它错误折叠和结块时，会导致淀粉样疾病
与甲状腺素运载蛋白结合的药物可以稳定它，防止它结块
研究小组表明，在现有药物中加入苯并噁硼烷酮有助于其与甲状腺素运载蛋白牢固结合
瑞恩斯说，苯并噁硼烷酮可能为药物化学家提供一个有用的工具，他们可以在许多不同类型的药物中探索与蛋白质或糖分子结合的药物
他的实验室现在正在研究一种新版本的达鲁纳韦，它含有苯并噁硼烷酮
他们最近开发了一种合成这种化合物的方法，现在正在测量它与艾滋病毒蛋白酶的结合强度
“我们正在努力工作，因为我们认为这种支架将提供比生物环境中任何其他硼制剂更大的稳定性和实用性，”瑞恩斯说
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