Новости химической науки > Практическое применение хиральности ДНК

Исследователи из Франции и Германии использовали ДНК в качестве части каталитической системы для проведения разнообразных энантиоселективных реакций алкилирования и присоединения.

Молекула ДНК, ковалентно закрепленная на целлюлозе, обеспечивает новые перспективы для асимметрического катализа. (Рисунок: ©: Shutterstock)

В последнее время возрос интерес к применению ДНК в качестве инновационного способа контроля хиральности продукта реакции – использование спирали «молекулы жизни» может обеспечить предпочтительность образования одного из энантиомеров. Тем не менее, использование ДНК в качестве катализатора при получении энантиомерно обогащенных продуктов делает пока только первые шаги – описанные реакции позволяют получать лишь миллиграммовые количества целевых продуктов, масштабирование процесса сложно организовать, не используя большие количества ДНК.

Стеллиос Арсениадис (Stellios Arseniyadis) и Майкл Сметана (Michael Smietana) предлагают новый способ проведения ДНК-катализируемых процессов, позволяющий организовать вторичное использование катализатора. Проблема решается за счет применения ДНК, ковалентно связанных с целлюлозой, причем для использования такого катализатора вовсе не надо прибегать к его синтезу: ДНК из вилочковой железы теленка на основе из целлюлозы является коммерчески доступным препаратом.

Второй компонент каталитической системы – бипиридильный комплекс меди – интеркалирует в молекулу ДНК, закрепленную на целлюлозе. Вся эта система помещается в хроматографическую колонку пониженного давления, через которую прокачивается смесь реагентов. Каталитическая реакция осуществляется в непрерывном поточном режиме, характеризуясь высокими выходами целевых продуктов, а также значительным энантиомерным избытком для образующихся материалов. Помимо возможности неоднократного применения преимуществами системы являются ее биосовместимость, надежность и простота применения.

Исследователи применили новую систему для проведения серии реакций нуклеофильного присоединения. (Рисунок из Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc10190a)

Исследователи надеются, что химики-синтетики начнут всерьез задумываться о пополнении своего инструментария системами на основе ДНК. Они поясняют, что, хотя большинство людей склонны расценивать молекулу ДНК как объект, более интересный биологам и биохимикам, обычные синтетики также могут использовать ее в качестве хиральных шаблонов.

Сабина Мюллер (Sabine Müller), специалист по применению «РНК-катализаторов», высоко оценивает прогресс, которого добились ее коллеги в создании каталитических систем с более сложными полинуклеотидами ДНК, предполагая, что закрепленная на целлюлозе молекула ДНК предлагает новые возможности решения проблем, связанных с катализом полинуклеотидами, расширяя синтетический потенциал ДНК- и РНК-катализаторов.

Источник: Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc10190a

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #органическая химия