Ερευνητές βρήκαν τρόπο παρασκευής φαρμάκων φιλικών προς το περιβάλλον

Σήμερα, η παραγωγή φαρμάκων εξακολουθεί συχνά να συνδέεται με χημικές διεργασίες που χρησιμοποιούν τοξικά βαρέα μέταλλα.

Το Αυστριακό Κέντρο Βιομηχανικής Βιοτεχνολογίας (acib) και το Πανεπιστήμιο του Γκρατς βρήκαν τώρα έναν τρόπο να κάνουν τη βιομηχανική παραγωγή φαρμάκων, αλλά και αρωματικών ουσιών και βιοπολυμερών, πιο φιλική προς το περιβάλλον: Η νέα βιοκαταλυτική οδός σύνθεσης χρησιμοποιεί ένζυμα ως επιταχυντές της αντίδρασης.

Μαζί με μια νέα διαδικασία αναζήτησης και εξέτασης των ενζύμων, τα προϊόντα πρόκειται να παραχθούν ταχύτερα και πολύ φθηνότερα από ό,τι πριν.

Μέχρι σήμερα, η ιατρική και η φαρμακευτική βιομηχανία βασίζονταν σε χημικές ουσίες που είναι επιβλαβείς για την υγεία και το περιβάλλον για την παραγωγή φαρμάκων.Τα περισσότερα από αυτά είναι βαρέα μέταλλα που δρουν ως καταλύτες για την έναρξη ή την επιτάχυνση μιας μεγάλης ποικιλίας χημικών αντιδράσεων.

"Οι ενώσεις βαρέων μετάλλων είναι ιδιαίτερα αντιδραστικές. Επιπλέον, οι αντιδράσεις αυτές λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες και παρουσία οργανικών διαλυτών. Έτσι παράγονται ανεπιθύμητα υποπροϊόντα που πρέπει να διατεθούν ως απόβλητα με υψηλό κόστος", αναφέρει ο Wolfgang Kroutil από το acib και το Ινστιτούτο Χημείας του Πανεπιστημίου του Graz εξηγώντας τα κίνητρα της έρευνας.

Η βιοκαταλυτική οδός που βρέθηκε, είπε, δίνει τη δυνατότητα στη βιομηχανία να αναπτύσσει φάρμακα με πιο φιλικό προς το περιβάλλον και πιο γρήγορο τρόπο: "Γνωρίζαμε από την ερευνητική βιβλιογραφία ότι υπάρχουν βιοκαταλύτες στη φύση που επιτρέπουν αντιδράσεις που η καθιερωμένη κατάλυση με βαρέα μέταλλα δεν μπορεί.

Ως εκ τούτου, ψάξαμε στη φύση για να δούμε ποια εργαλεία θα ήταν κατάλληλα για βιοκαταλυτικές διαδικασίες", λέει ο Kroutil. Ο ίδιος και η ομάδα του ανέπτυξαν μια βιοκαταλυτική αντίδραση που χρησιμοποιεί ως μοναδικό αντιδραστήριο το φθηνό και εύκολα προσβάσιμο υπεροξείδιο του υδρογόνου.

"Για αυτό, όμως, έπρεπε πρώτα να βρούμε έναν βιοκαταλύτη, δηλαδή ένα ένζυμο. Δοκιμάσαμε στο εργαστήριο πάνω από 4.000 παραλλαγές ενζύμων ως προς τις ιδιότητές τους", τονίζει ο ερευνητής.

Ο Alexander Swoboda, διδακτορικός φοιτητής στην ομάδα του Kroutil, και η Katharina Ebner, ερευνήτρια στην bisy GmbH, έκαναν τελικά την καθοριστική ανακάλυψη: "Καταφέραμε να ανιχνεύσουμε βιοκαταλύτες σε ένα σύνολο 44 μυκητιακών ενζύμων που πιθανώς υπάρχουν στη φύση και που μπορούν να αντικαταστήσουν τα δύσκολα καταργήσιμα συστατικά του ξύλου, όπως η λιγνίνη.

Ωστόσο, δεν γνωρίζαμε μέχρι τώρα ότι αυτή η κατηγορία ενζύμων - των μη ειδικών unspecific peroxygenases (UPOs) - μπορεί επίσης να πραγματοποιήσει βιοκαταλυτικές υδροξυλιώσεις που δεν ήταν προηγουμένως δυνατές μέσω κλασικών χημικών οδών", δήλωσαν έκπληκτοι οι ερευνητές.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό "Angewandte Chemie" ως "πολύ σημαντική εργασία".

Πηγές:
Angewandte Chemie