Att länka molekylära komponenter genom amidbindningar är en av de viktigaste reaktionerna inom forskning och kemisk industri. I journalen Angewandte Chemie , forskare har nu introducerat en ny typ av reaktion för att göra amidbindningar. Kallas en ASHA ligation, denna reaktion är snabb, effektiv, fungerar under milda vattenhaltiga förhållanden, och är brett tillämplig.

Amidbindningar är bindningen mellan ett karbonylkol (C=O) och en organisk kväveatom. Det är amidbindningar som länkar samman enskilda aminosyror till proteiner och binder monomerer till polyamidplaster som perlon och nylon. Många livräddande läkemedel som taxol, lipitor och penicillin, såväl som jordbrukskemikalier, biologiska konjugat, naturliga ämnen, och andra produkter innehåller amidbindningar. Förutom den klassiska produktionsmetoden – reaktionen av en syragrupp (-COOH) med en aminogrupp (-NH(2)) – har en mängd olika reaktioner utvecklats för bildandet av amidbindningar. Dock, många av dem är inte allmänt tillämpliga på grund av bristande kemoselektivitet. De kräver också specialiserade kopplingsmedel. Nya typer av reaktioner efterfrågas.

Ett team ledd av Rajavel Srinivasan vid Tianjin University (Kina) letade efter en effektiv, hållbar metod som börjar med lättillgängliga material och fungerar snabbt. De valde en reaktion mellan acylsilaner och hydroxylaminer (en klass av organiska kväveföreningar med en -N-O- koppling). Acylsilaner är en klass av organiska kiselföreningar med en allmän strukturformel R(CO)-SiR(3). Deras reaktivitet skiljer sig ofta helt från de relaterade ketonernas. Även om deras kemi är välkänd, de har tidigare sällan använts inom biomedicinsk kemi.

Baserat på deras första bokstäver, reaktionen av acylsilaner med hydroxylaminer kallas en ASHA-ligering. Drivkraften verkar vara intramolekylär migration av en silylgrupp från en kolatom till en syreatom (Brook-omlagring), där en stark Si-O-bindning bildas.

Forskarna testade framgångsrikt ligeringen med en bred palett av olika molekylära byggstenar, inklusive farmaceutiska medel, peptider, naturprodukter, och andra biologiskt aktiva föreningar. Reaktionen är kemoselektiv och fungerar under milda förhållanden i en vattenhaltig miljö. Den ger hög avkastning i de flesta fall och är tolerant mot de flesta funktionella grupper. Nya varianter av ASHA-ligering är under utveckling för peptidsyntes eftersom det inte fungerade bra.

Men ASHA-ligeringens enkelhet och effektivitet bör öppna vägar till nya tillvägagångssätt inom medicinsk kemi och kemisk biologi, såsom fragmentbaserad läkemedelsutveckling, där aktiva substanser byggs upp successivt från små fragment.