เมื่อวันที่ 5 ตุลาคม 2565 The Royal Swedish Academy of Sciences ได้ประกาศรายชื่อผู้ได้รับรางวัลโนเบล ประจำปี 2022 ในสาขาเคมี ให้แก่นักวิทยาศาสตร์จำนวน 3 ท่าน คือ ศาสตราจารย์ Carolyn R. Bertozzi จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ประเทศสหรัฐอเมริกา, ศาสตราจารย์ Morten Meldal จากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก และ ศาสตราจารย์ K. Barry Sharpless จาก Scripps Research ประเทศสหรัฐอเมริกา จากผลงานการพัฒนา click chemistry และ bioorthogonal chemistry

          “Click chemistry” เป็นแนวความคิดเริ่มต้นมาจากศาสตราจารย์ K. Barry Sharpless ในปี คศ. 2000 ที่ต้องการพัฒนาปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว และ ไม่มี by-product ต่อมา ศาสตราจารย์ Sharpless และ ศาสตราจารย์ Meldal ต่างได้นำเสนอปฏิกิริยาการปิดวงระหว่างสารประกอบ azide และ alkyne โดยมี copper เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (copper catalysed azide-alkyne cycloaddition, Cu-AAC) ต่อมา ศาสตราจารย์ Bertozzi ได้พัฒนา click reaction แบบไม่ต้องใช้ copper เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ใช้ strain ของโมเลกุลสารประกอบ alkyne ที่มีลักษณะเป็นวงขนาดใหญ่มาช่วยในการเกิดปฏิกิริยา (copper-free strain-promoted alkyne-azide cycloaddition, SPAAC)  ทำให้สามารถใช้ในการทำปฏิกิริยาในสิ่งมีชีวิตได้เพื่อตรวจวัด glycan บนผิวเซลล์

          Cu-AAC เป็นปฏิกิริยาที่สามารถใช้เชื่อมต่อโมเลกุลของสารตั้งต้นสองชนิด คือ สารประกอบ azide และ สารประกอบ alkyne โดยมี copper เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้โมเลกุลทั้งสองเชื่อมต่อเข้าด้วยกันอย่างจำเพาะเจาะจง โดยส่วนของหมู่ azide กับ alkyne จะเกิดปฏิกิริยาการปิดวง ได้เป็นวงแหวน 1,2,3-triazole ดังแสดงในรูปที่ 1 การเกิดปฏิกิริยานี้ เกิดขึ้นได้อย่างง่ายดาย เสมือนกับการเสียบหัวของเข็มขัดนิรภัยเข้าด้วยกันแล้วเกิดเสียง “คลิก” ทำให้ปฏิกิริยานี้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวาง ทั้งในด้านการคิดค้นยาใหม่ (Drug discovery) การพัฒนาระบบนำส่งยา (Drug delivery system) ตลอดจนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ด้านต่าง ๆ  

การประยุกต์ใช้ click chemistry ในทางเภสัชกรรม

• การคิดค้นยาใหม่ (Drug discovery) Cu-AAC ใช้ในการค้นหาสารต้นแบบ (lead compound) ในการพัฒนายาใหม่ด้วยเทคนิค high-throughput screening, Fragment-based drug discovery (FBDD) และ Dynamic Template-Assisted Strategies in Fragment-Based Drug Discovery ตัวอย่างสารต้นแบบที่ได้มาจาก Cu-AAC ส่วนใหญ่จะเป็นสารกลุ่ม enzyme inhibitors ได้แก่ Protein Tyrosine Phosphatase Inhibitors, Protein Kinase Inhibitors, Glycosyltransferase Inhibitors, Metalloproteinase Inhibitors, Acetylcholinesterase inhibitors เป็นต้น
• การนำส่งยา (Drug delivery) Cu-AAC ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลยากับ polymer เพื่อทำ Polymer-based drug delivery systems หรือ การเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลยากับ antibody หรือ carbon nanotube เพื่อใช้ในการนำส่งยาอย่างจำเพาะเจาะจงไปยังตำแหน่งเป้าหมายที่ต้องการให้ยาออกฤทธิ์ เช่น เซลล์มะเร็ง เป็นต้น

เอกสารอ้างอิง

• https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/ (สืบค้นเมื่อ 9 ตุลาคม 2565)
• Drug Discov. Today. 2017, 22, 1604−1619.
• Rev. 2013, 113, 4905−4979.

เรียบเรียงโดย รศ.ดร.ภญ.ลือลักษณ์ ล้อมลิ้ม
สาขาวิชาเภสัชเคมี คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์

#DICRXPSU #CLICKCHEMISTRY #NOBELPRIZE2022 #45thPharmacyPSU #PharmaKnowledgeForMankind