Истраживачи са Националног универзитета у Сингапуру (НУС) открили су нови начин употребе дезоксирибонуклеинске киселине (ДНК). Осим што носи генетске информације, ДНК може послужити и као средство за ефикасније стварање лекова. Специфични региони ДНК познати као фосфати делују као мале „руке“ које воде хемијске реакције да би се формирала исправна верзија једињења у огледалу.
Многи лекови су хирални, што значи да постоје у два облика огледала – слично пару руку – који се могу понашати другачије у телу. Једна верзија може ефикасно лечити болест, док друга може имати мало користи или чак нанети штету. Производња само жељеног облика је велики изазов у развоју лекова, али нова метода вођена ДНК могла би учинити овај процес чистијим, једноставнијим и еколошки одрживијим.
ДНК и протеини природно привлаче једни друге у живим ћелијама јер фосфатне групе ДНК носе негативно наелектрисање, док су многе аминокиселине позитивно наелектрисане. Тим НУС-а, који је предводио доцент Жу Ру-Ји са Катедре за хемију, питао се да ли би ова иста врста привлачности могла помоћи у контроли хемијских реакција у лабораторији. Њихов циљ је био да виде да ли ДНК може да води молекуле да реагују на специфичне, предвидљиве начине.
Како ДНК фосфати воде хемију
Истраживачи су открили да одређене фосфатне групе у ДНК могу увући позитивно наелектрисане молекуле током хемијске реакције, помажући им да се правилно поравнају – слично као магнет који вуче металну куглицу на своје место. Овај процес, познат као „јонско упаривање“, одржава реагујући молекул близу један другом и оријентисаном тачно како би се произвео један, жељени производ у огледалу. Тим је показао да овај водећи ефекат функционише у неколико различитих хемијских реакција.
Да би тачно одредио који су фосфати одговорни за ову способност вођења, тим је креирао нови експериментални приступ под називом „ПС скенирање“. Они су систематски замењивали појединачна фосфатна места у ДНК са скоро идентичним заменама и понављали своје тестове. Када је замена фосфата смањила селективност реакције, открило се да је првобитно место играло кључну улогу. Да би потврдили своје налазе, сарађивали су са професором Зханг Ксинглонгом са Кинеског универзитета у Хонг Конгу, који је користио компјутерске симулације да потврди експерименталне резултате.
Рад је објављен у Катализа природе дана 31.10.2025.
ДНК као средство зелене хемије
Доцент Жу је објаснио: „Природа никада не користи ДНК фосфате као катализаторе, али смо показали да ако су правилно дизајнирани, они могу да делују као вештачки ензими.
Он је додао да би откриће могло да хемијску производњу учини одрживијом и ефикаснијом, посебно када се производи сложени, високо вредни фармацеутски производи.
Тим планира да настави да истражује како се ДНК фосфати могу користити за дизајнирање и производњу хиралних (огледало) једињења за развој лекова следеће генерације.
