9月15日消息,据《化学与工程新闻》(C&EN)报道,韩国科学技术院(KAIST)Yoonsu Park团队在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2026,DOI: 10.1021/jacs.6c14447)发表研究,利用"氧换氮"原子替换反应显著改变天然产物的生物活性,展示了单原子变化对分子活性的巨大影响以及骨架编辑(skeletal editing)方法的改造潜力。
原子替换类似物并非新概念,但传统上化学家必须在合成路线中回溯多个步骤才能制备这类分子;骨架编辑方法的目标正是让化学家无需回溯即可对分子进行策略性改造。该工作是Park实验室2024年发展的化学的延伸:研究者将氮源从有机胺或氨基甲酸铵改为氯化铵——不溶性的NH4Cl可缓慢释放氨,避免干扰光化学氧化步骤,从而使反应兼容范围更广的分子。
更换氨源还带来另一项能力:向分子中插入同位素富集的15N氮原子,以观察分子在生物体系中的行为。团队据此构建了一个15N标记分子库,其中包括多种市售含呋喃结构天然产物的类似物,并与延世大学Ho Jeong Kwon实验室合作,研究这些编辑后分子与蛋白质的相互作用。
"通过改变化合物中极小片段的单个原子,我们能否改变其生物功能的命运?"Park这样描述研究出发点。对药物化学与农化研发而言,该工作凸显了一条更短的先导化合物衍生化路径:在合成末期直接完成单原子层面的构效关系探索,有望缩短天然产物类药物与生物活性分子的优化周期。
(来源:Chemical & Engineering News)