Nová krystalografická metoda pomůže farmaceutům i rychlejším počítačům

Prohodit při obouvání levou botu za pravou je nepříjemné, ale zaměnit stejným způsobem při výrobě léčiv molekuly může být osudné – místo léku vznikne jed. Tomu pomůže zabránit nová metoda týmu mezinárodních vědců vedeného Lukášem Palatinusem z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR. Unikátní postup určování polohy atomů v krystalech publikoval v minulém týdnu časopis Nature Chemistry.

Rozlišit levou a pravou nohu je snadné, ale jak rozlišit dvě formy molekul, které jsou zároveň navzájem svými zrcadlovými obrazy, a přitom nejsou vidět ani nejlepším mikroskopem? Tým krystalografů z Fyzikálního ústavu AV ČR tuto otázku řeší dlouhodobě. Aktuální výsledek navazuje na desetiletí trvající předchozí výzkum a podíleli se na něm vedle kolegů ze Stockholmské univerzity zejména bývalí postdoktorandi Lukáše Palatinuse, kteří nyní působí na univerzitách v Brémách a Hannoveru.

„Kdybyste si osladili moučník sladidlem L-aspartam, bude sladký, pokud byste ale použili zrcadlově obrácenou molekulu D-aspartamu, sladkou chuť neucítíte. Určení této tzv. absolutní konfigurace molekul je klíčovou součástí analýzy krystalových struktur. Nově vyvinutá metoda poskytuje prostředek, jak ji rychle a spolehlivě určit, a to i z materiálů, u nichž to dosud nebylo možné nebo to vyžadovalo mnohem složitější techniky,“ vysvětluje přínos postupu Lukáš Palatinus.

1 + 1 = rychle, levně, spolehlivě

Ke zkoumání atomové struktury velmi malých krystalů, z nichž některé mají velikost mnohem menší než jeden mikrometr, vědci použili techniku zvanou trojrozměrná elektronová difrakce s kontinuální rotací. Tuto techniku spojili s přesným výpočtem efektů, které popisují chování elektronů při interakci s krystaly.

Předností této kombinace a také hlavním přínosem nové publikace v Nature Chemistry je, že přesné krystalové struktury včetně absolutní konfigurace získává snadněji, spolehlivěji, rychleji a levněji než jiné postupy. „Určování polohy atomů v krystalech všech druhů materiálů má zásadní význam pro náš každodenní život – ovlivňuje nejen funkci léků, ale třeba také složení pracích prášků nebo vývoj nových součástek pro počítače,“ uvádí Lukáš Palatinus.

Vyvinutou metodu si tým vědců nechal patentovat v Evropě, ale i ve Spojených státech a Číně, zatímco vytvořený software mohou akademické instituce využívat zdarma. Zájem o koupi softwaru a licenci k patentu projevuje i soukromý sektor, pořídit si ho chtějí především farmaceutické firmy, kterým pomůže určit absolutní konfiguraci například u přírodních produktů při výrobě nových léků. Pomůže zabránit podobným katastrofám způsobeným rozdíly v účincích zrcadlově převrácených molekul, jako byl například případ léku Contergan, který způsobil vývojové vady u novorozenců matek, jež lék v těhotenství užívaly.

Kontakt:

Dr. rer. nat. Lukáš Palatinus
Fyzikální ústav AV ČR
palat@fzu.cz

TZ ke stažení

Přečtěte si také

• Sumeček černý ohrožuje vodní ekosystémy v Česku. Vědci zlepšují odlovné techniky
• Taje nanosvěta: Fyzikální ústav vydává komiks o nanotechnologiích
• Tropické cyklóny mohou zpomalit úbytek tajgy způsobený klimatickou změnou
• Akademické instituce v ČR spojily síly pro posílení bezpečnosti výzkumu
• Česká republika má nový systém poskytující podrobné informace o stavu lesních ekosystémů v reálném čase
• Síla ukrytá v kapkách vody. Česká technologie zkusí prorazit v Německu
• Prachotřenka nečekaná – nápadný lišejník, kterého si donedávna nikdo nevšiml
• Sloučenina, která „neexistuje“, napoví, jak syntetizovat nestabilní molekuly
• Meruňky může letos opět poškodit mráz, podesáté za 12 let
• Není stres jako stres – i odpověď buňky na něj má různé formy