Химики придумали эффективный метод синтеза молнупиравира

Химики придумали эффективный метод синтеза молнупиравира

Химики нашли простой путь синтеза антивирусного препарата молнупиравира, применяемого при лечении ковида. Ученые использовали дешевую рибозу как исходное вещество и разработали биокаталитический процесс, позволивший синтезировать молнупиравир в три стадии. Выход лекарства увеличился в семь раз по сравнению с разработанным ранее синтезом. Исследование опубликовано в журнале ACS Central Science.

Молнупиравир — экспериментальный противовирусный препарат компаний Merck & Co и Ridgeback, который, согласно результатам третьей фазы клинических испытаний, уменьшает риск госпитализации и смерти пациентов с ковидом на 50 процентов. В настоящее время его получают в 10 стадий из рибозы и урацила с выходом продукта менее 10 процентов. Сильное снижение выхода связано с несколькими стадиями введения и снятия защитных групп, нужных для увеличения селективности превращений. Однако в живых организмах похожие на молнупиравир молекулы легко получаются без использования защитных групп с помощью биокаталитических модификаций рибозы.

Ученые под руководством Джона Макинтоша (John A. McIntosh) и Патрика Фиера (Patrick S. Fier) из фармацевтической компании Merck & Co поставили себе задачу разработать простой и прямолинейный путь синтеза препарата молнупиравира, основываясь на знаниях о биосинтезе схожих соединений. Схема получения должна была включать в себя как минимум три стадии: ацилирование рибозы, введение азотистого основания и превращение одной из его карбонильных групп в оксим. Из нескольких вариантов последовательности проведения трех реакций ученые выбрали тот, который позволял выделять стабильные продукты наиболее просто и эффективно. Авторы планировали начать синтез с известной реакции ацилирования 5-го положения рибозы, затем провести ранее неизвестную ферментативную реакцию с урацилом, а после этого превратить карбонильную группу урацила в оксим.

Химики начали исследование с поиска подходящих ферментов для проведения второй стадии, предполагая, что фермент MTR-киназа (5-methylthioribose kinase) позволит ввести в 1-ое положение ацилированной рибозы фосфатную группу, которая затем заместится под действием урацила в присутствии фермента уридинфосфорилазы. В результате нескольких скринингов ученым удалось найти подходящие ферменты и дополнительно увеличить их эффективность с помощью направленной эволюции.
Далее авторы столкнулись с проблемой разработки методики синтеза при больших загрузках (десятки граммов) исходных веществ. Им нужно было найти метод каталитической регенерции АТФ из АДФ после стадии фосфорилирования, а также избавиться от получающегося в ходе реакции замещения фосфата для смещения равновесия реакции в сторону продуктов. Химики решили проблему с помощью еще двух биокаталитических реакций. Они стали добавлять в реакционную смесь ацетилкиназу, катализирующую реакцию синтеза АТФ из АДФ и ацетилфосфата. Последний получался в реакции фосфата с пируватом в присутствии фермента пируватоксидазы. Так, побочно получающийся фосфат служил источником фосфатной группы для реакции фосфорилирования ацилированной рибозы и не накапливался в реакционной смеси.

В последней стадии синтеза главной задачей ученых был поиск нетоксичного активирующего реагента для превращения карбонильной группы в оксим под действием соли гидроксиламмония. В результате подбора условий оказалось, что гексаметилдисилазан в присутствии имидазола и гидросульфата аммония при 80 градусах Цельсия не только нужным образом активировал карбонильную группу, но и вводил две липофильные триметилсилильные группы в кольцо рибозы, что упростило выделение и очистку продукта. Введенные группы легко удалялись при изменении кислотности среды, что позволило провести последнюю стадию синтеза с практически количественным выходом.

Так, ученые разработали трехстадийный синтез молнупиравира, включающий в себя простые и нетоксичные исходные реагенты и несколько ферментов. Метод оказался эффективнее предыдущего примерно в семь раз и позволил получить препарат с общим выходом 70 процентов в расчете на рибозу. Чистота продукта после выделения превосходила 99,5 процентов. Кроме того, в ходе синтеза лекарства ученые разработали несколько ранее неизвестных удобных методов синтеза.
Молнупиравир — не единственное эффективное лекарство от ковида. Ранее мы писали об исследованиях препарата «Паксловид» от компании Pfizer. Ученые показали снижение риска госпитализации при его приеме на 89 процентов.

Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе важных новостей медицины

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>