Molekylära behållare som tar bort droger, gifter, eller illaluktande ämnen från miljön kallas sekvestreringsmedel. Forskare har utvecklat en klass av molekylära behållare som specifikt binder neurotransmittorantagonister. De tunnformade molekylerna som kallas Pillar[n]MaxQ binder neuromuskulärt blockerande kemikalier 100, 000 gånger mer tätt än etablerade makrocykliska avgiftningsmedel, forskarna rapporterar i tidskriften Angewandte Chemie .

Molekylära behållare av cyklodextrintyp binder sina mål genom komplexbildning. De ring- eller tunnformade molekylerna känner igen de molekylära egenskaperna hos målmolekylerna och drar in dem i den centrala håligheten med hjälp av hydrofoba krafter. När målmolekylen är inuti denna molekylära behållare, den är neutraliserad. Denna värd-gästkomplexering är den mekanism genom vilken cyklodextriner, som är stora, ringformade sockermolekyler, eliminera obehagliga lukter.

Dock, cyklodextriner är inte särskilt specifika och misslyckas för de flesta alkaloider - en klass av kväveinnehållande kemikalier, inklusive signalsubstanser och många olagliga droger. För dessa föreningar, en klass av molekylära behållare som kallas pillararener verkar vara användbara. De håller alkaloiderna tätt bundna i deras pillararenhålighet genom att linda en ringvägg av aromatiska bensenenheter runt den kolväterika molekylkroppen.

Lyle Isaacs och hans forskargrupp från University of Maryland har vidareutvecklat strukturen för pillararenerna för att göra värd-gäst-interaktionerna starkare och mer specifika. "Vi föreställde oss att skapa en högre negativ laddningstäthet runt hålrummets mynning genom att introducera sura sulfatfunktionella grupper, " skrev författarna. De negativt laddade sulfatgrupperna attraherar och binder kvartära ammoniumjoner, som är ett kännetecken för flera kliniskt viktiga neuromuskulära blockerande medel. Sulfatgrupperna förstyvade också tunnornas molekylära struktur, forskarna fann, så att droggästen smidigt drogs in i kaviteten av hydrofoba krafter.

Forskarna kallade de molekylära behållarna Pillar[n]MaxQ, där n indikerar en målstorleksberoende diameter som är variabel. De observerade att denna klass av bindande medel binder neuromuskulära blockerare upp till 100, 000 gånger tätare än cyklodextrinbehållaren Sugammadex, som är i klinisk användning. Dessutom, sekvestreringsmedlet diskriminerade acetylkolin, en naturlig sändarsubstans av nervimpulser i det centrala och perifera nervsystemet, som inte bör avskiljas.

Författarna mätte värd-gäst komplexbildningsaktiviteterna för Pillar[n]MaxQ genom titreringsstudier som involverade kalorimetri och kärnmagnetisk resonans hos gästmolekylerna. Eftersom pillararener också har visat sig vända effekterna av neuromuskulära medel hos råttor, forskarna siktar på att studera de nya Pillar[n]MaxQ-sekvestreringsåtgärderna i djurmodeller. På grund av den höga bindningen och specificiteten hos de kemiskt skräddarsydda molekylära behållarna, de är övertygade om att de kommer att observera positiva resultat.