Reakcja cyklizacji z udziałem mechanoforów

Mechaniczna manipulacja cząsteczek może prowadzić do indukcji reakcji chemicznych. Naukowcy z Uniwersytetu Ruhr w niemieckim Bochum odkryli, że w wyniku stresu mechanicznego toksyn stosowanych w terapiach przeciwnowotworowych dochodzi do ich cyklizacji.

Zespół Dominika Marksa stwierdził, że mechanofory, w porównaniu do chromoforów, mogą powodować zmianę strukturalną poprzez siłę mechaniczną częściej niż poprzez światło słoneczne. Samo pojęcie mechanoforów oznaczające jednostkę w obrębie struktury chemicznej, która pod wpływem naprężeń mechanicznych powoduje reakcję chemiczna powstało w połowie zeszłej dekady. Głównym problemem, na jaki napotykają naukowcy jest pełna kontrola indukowanych reakcji chemicznych.

Naukowcy obserwowali mechanofory w cząsteczkach leków nowotworowych. Zadziałanie siłą rzędu jednego lub dwóch nano-Newtonów powodowało deformację struktury molekularnej, która wprowadzała cząsteczkę w stan przejściowy i doprowadzała do reakcji cyklizacji. W wyniku cyklizacji dochodziło do uwolnienia ze stosowanej toksyny dwurodników 1,4 dihydrobenzenowych, które cięły DNA komórek nowotworowych.

Naukowcy z Bochun prowadząc dalsze badania obliczyli, że w zależności od stałej siły zewnętrznej do obniżenia bariery energetycznej wystarczy siła mierzona w kilku nanonewtonach. To pozwoliło na narzucenie takich sił, które umożliwiły uzyskanie nie tylko stanów przejściowych, ale także całych szlaków różnych reakcji chemicznych.

Praca nad dostosowaniem odpowiedniej siły do wywołania reakcji chemicznej poprzez mechanofory może przyczynić się do rozwoju mechanochemii polimerów i opracowywania skutecznych terapii przeciwnowotworowych.

(pj)