È aperto a diversi tipi, ma in definitiva è alla ricerca di una relazione esclusiva. Sa stabilire un legame forte, ma quando lo fa, tende a sviluppare un attaccamento malsano che può impedire a un partner di raggiungere il suo pieno potenziale.

È un amminoacido, e i chimici dell'Università del Nebraska-Lincoln l'hanno progettato in questo modo per aiutare a soffocare i responsabili di malattie come il Parkinson e il cancro.

David Berkowitz e colleghi hanno sintetizzato una nuova classe di amminoacidi che potrebbe inattivare gli enzimi alimentati dalla vitamina B6, spesso chiamati enzimi PLP, noti per contribuire a una serie di problemi di salute.

"L'inattivazione di enzimi di qualsiasi tipo è una buona strategia per produrre farmaci, " disse Berkowitz, una Willa Cather Professore di chimica la cui squadra ha dettagliato la sua impresa nel Giornale della Società Chimica Americana .

Lo hanno fatto i ricercatori, Berkowitz ha detto, dopo un intenso lavoro di squadra che ha coinvolto "l'invenzione di una nuova chimica".

Alcuni farmaci terapeutici funzionano legandosi temporaneamente a un enzima, un approccio efficace che tuttavia richiede dosi continue per compensare il fatto che il processo è reversibile. Ma altri, compreso il nuovo amminoacido creato in Nebraska, possono attaccarsi irreversibilmente a un bersaglio formando un forte legame molecolare che impedisce agli enzimi fastidiosi di funzionare.

Per affinare i sistemi di targeting di tali farmaci, i chimici di solito incorporano un gruppo chimico in stile cavallo di Troia che reagisce solo quando raggiunge l'enzima bersaglio. Tutti gli amminoacidi presentano due gruppi molecolari - un'ammina e un acido carbossilico - che derivano dallo stesso atomo di carbonio centrale, insieme a una catena laterale che determina la funzione e il comportamento dell'amminoacido nel corpo. Il team di Berkowitz ha cercato di aggiungere un cosiddetto gruppo vinilico (1'-fluoro), che può aiutare a innescare l'attacco enzimatico di un amminoacido al raggiungimento del suo obiettivo.

Nessuno era riuscito prima ad aggiungere un gruppo (1'-fluoro)vinilico all'atomo di carbonio centrale, pur mantenendo la catena laterale che dirige l'attacco di un amminoacido.

"Siamo stati in grado di portare la catena laterale naturale dentro, " ha detto Berkowitz. "Quindi possiamo (possiamo) attaccare il gruppo fluorovinilico a qualsiasi amminoacido, che è un grosso problema. Prima che tu potessi solo fare il genitore, che non ha una catena laterale. Non c'era modo di farlo prima.

"Ci sono un sacco di enzimi PLP che potresti immaginare di prendere di mira, ma ti aspetteresti una grande specificità con questi composti. La stessa ragione per cui erano davvero, davvero difficile da creare li rende davvero, veramente specifico (a un enzima scelto). Questa specificità è buona per lo sviluppo di nuovi farmaci, ma è anche molto importante per la scienza di base:consentire a un ricercatore di modificare l'attività di quel particolare passaggio nella segnalazione e nel metabolismo per comprendere meglio il ruolo di quello specifico enzima nella biologia umana. Questa è veramente biologia chimica."

I ricercatori hanno messo alla prova il loro progetto legando un gruppo vinilico (1'-fluoro) a un amminoacido noto come lisina, quindi testare il candidato inibitore risultante su un enzima modello PLP chiamato lisina decarbossilasi. Nel giro di pochi minuti, il composto ha inattivato quasi completamente l'enzima bersaglio. Anche dopo tre giorni di diluizione estesa, un processo che avrebbe lavato via gli inibitori reversibili, il 97 percento degli enzimi mirati è rimasto inattivo.

Fuga di cervelli

Molti enzimi PLP contribuiscono alla produzione di neurotrasmettitori, messaggeri chimici che promuovono il normale funzionamento del cervello ma contribuiscono anche a condizioni neurologiche come il morbo di Parkinson e l'epilessia. Quelli con il Parkinson hanno bassi livelli del neurotrasmettitore dopamina, conseguenza della degradazione dei neuroni nel cervello. I pazienti di Parkinson in genere ricevono un trattamento combinato di due farmaci, uno dei quali si aggancia a un enzima PLP per aiutare l'altro a raggiungere le aree afflitte del cervello e, infine, aumentare i livelli di dopamina.

Un altro farmaco mirato agli enzimi, vigabatrin, può anche aumentare i livelli del neurotrasmettitore GABA per sopprimere gli spasmi associati alle crisi epilettiche. Ricerche recenti hanno suggerito che prendere di mira gli enzimi PLP per aumentare i livelli di GABA potrebbe anche contrastare la risposta al piacere prodotta da droghe come la cocaina o l'eroina, potenzialmente aiutare gli sforzi per combattere la dipendenza e l'abuso di sostanze.

"Tutto ciò ispira il nostro lavoro, " ha detto Berkowitz. "Questo è il bello dell'essere un chimico organico:puoi pensare a cose che nessuno ha mai visto prima, disegnalo alla lavagna, e poi vai in laboratorio e realizzalo davvero.

"È molto soddisfacente essere in grado di tenere tra le mani qualcosa che hai disegnato su un foglio di carta e poi vederlo funzionare davvero".