科大研究人员发现制造新种手性分子的新方法 为药物发展带来新希望

11-03-2021

香港科技大学(科大)的研究团队发现了一个新方法,制造出一种以往很难被制造的新球形分子「手性四芳基甲烷」(CTAMs)。初步测试显示,这种分子对子宫颈、肺、乳房和肠等癌细胞、引起手足口病的病毒,以及一种冠状病毒具有良好的抑制作用。

孙教授(中)和他的研究团队
孙教授(中)和他的研究团队

根据初步的生物活动研究,经这种崭新方法制造出来的球形分子具有抗癌和抗病毒的特性。其中一种球形分子对HeLa细胞(子宫颈癌细胞)所展示的抑制能力,不但可与常用于控制该癌细胞生长的药物「多柔比星(Doxorubicin)」媲美,其毒性更少28倍1,反映球形手性分子可应用于开发较少副作用的癌症药物。

此外,该种分子亦被发现能有效对付引致手足口病的肠病毒A71,手足口病至今仍未有药物可治疗2,但研究发现,有关病毒在加入了低浓度的球形分子后,其病毒含量足足下降了121倍。该分子还可抑制一种引致普通感冒、名为OC43病毒的复制过程。由于此病毒属人类乙型冠状病毒,有关分子有很大机会可用作对付其他冠状病毒,如引致2019冠状病毒病(Covid-19)的新型冠状病毒(SAR-CoV-2)。

手性四芳基甲烷(CTAMs)
手性四芳基甲烷(CTAMs)

现时获认可的药物中逾半数属于手性药物,但当中几乎全属线性和圆盘形分子,至于手性分子家族中的球形分子,则因为很难被合成出来而未被开发。CTAM正是这种球形分子中的重要一员。合成其中一个困难在于如何克服分子中的四个芳基与中心碳原子连接时所产生的巨大能量屏障(见右图),另一个挑战则是分子内的组件链接须遵循一个特定的立体结构。

如今,由科大化学系教授孙建伟所领导的团队利用标记策略,成功克服上述困难。

孙教授表示:「合成CTAM就好像一位巨人在人海中寻找一个被三位巨人包围着的小孩,并与他牵手一样,其中,尤其困难的是如何驱使这第四位巨人从特定的方向靠近小孩。我们所提出的方案,是利用我们已注入标记的芳基,去识别并引领第四个芳基通过特定路线连结位于中心点的碳。手性球形分子是一个未被开发的领域,我们希望新方法能为这种分子开发新药物创造条件。 

这项发现获刊登于《自然-催化》期刊,相关的研究内容亦已于EurekAlert!上刊出。

1 这是与多柔比星应用在肺组织的正常细胞MRC-5的情况作比较

根据卫生防护中心,现时并没有药物治疗手足口病

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香港科技大学(https://www.hkust.edu.hk/)是国际知名的研究型大学,其科学、工程、商业管理及人文社会科学领域,均臻达世界一流水平。科大校园国际化,提供全人教育及跨学科研究,培育具国际视野、创业精神及创新思维的优秀人才。科大的研究于香港的大学教育资助委员会「2014研究评审工作」获得最多「世界领先」评级,亦于最新的《泰晤士高等教育全球年轻大学排名榜2020》中排行第一,而科大的毕业生在2020年度的全球大学就业能力调查排名第26位,为亚洲院校前列。

 

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孙教授(左一)、是次期刊文章的第一作者李星光(左五)与孙教授团队的其他成员
孙教授(左一)、是次期刊文章的第一作者李星光(左五)与孙教授团队的其他成员
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