研究人员通过开发一项技术，成功实现了对单个原子的精确编辑，以提高药物的有效性，取得了重大突破。
这一创新技术被称为单原子编辑，是药物开发中的一项变革性进展，能够快速而简单地对影响药物效率的关键原子进行修改。KAIST研究团队在这一领域实现了全球首创。
10月8日，KAIST由李光炯校长代表，宣布化学系的朴允秀教授及其研究团队成功开发出了一种技术，能够高效编辑呋喃化合物中的氧原子，将其转化为氮原子。这一转变使这些化合物变为吡咯结构，这些结构在药物中被广泛使用。
这项开创性的研究于10月3日发表在科学期刊Science上，标题为“光催化呋喃到吡咯的转化”。
许多药物具有复杂的化学结构，但它们的有效性往往取决于一个关键原子。氧和氮等元素在增强药物的药理特性方面至关重要，尤其是在对抗病毒感染时。
这一重要概念被称为“单原子效应”，指的是将特定原子引入药物分子可以显著改变其有效性的方式。因此，识别能够增强药物性能的原子对于高级药物开发至关重要。
传统上，分析单原子效应需要耗时且昂贵的合成操作，因为在含有氧或氮的稳定环结构中选择性编辑单个原子被证明是具有挑战性的。
朴教授的团队通过引入一种利用光能的光催化剂解决了这一问题。他们设计了一种光催化剂，类似于“分子剪刀”，能够轻松地切割和连接五元环结构，从而在常温常压下进行单原子编辑——这在全球范围内都是首次实现。
研究团队发现了一种新反应机制，激活的分子剪刀通过单电子氧化从呋喃中去除氧，然后依次引入氮原子。
本研究的主要作者金东鉉和刘在贤是KAIST化学联合硕博项目的参与者，他们指出，这种方法具有高度适应性，因为它利用光能而非极端条件。他们还指出，该技术支持选择性编辑，甚至适用于复杂的天然产物或药物。领导该研究的朴允秀教授表示：“这一重要进展，促进了对五元有机环结构的定向编辑，将为创建药物候选库铺平道路，解决制药开发中的一个重大难题。我相信这一基础技术将彻底改变药物开发的方式。”
《科学》期刊的视点部分强调了这一研究的重要性，其中一位受人尊敬的外部同行对具有影响力的科学研究提供了见解。
这项研究得到了韩国国家研究基金会创意研究项目、KAIST跨代协作实验室项目和POSCO TJ Park基金会的POSCO科学奖学金的支持。
