מדענים יצרו מחדש מולקולה אנטיביוטית שנמצאה במכתש געש

התגלתה אנטיביוטיקהבאדמה של אהר הגעש קמרון לפני חצי מאהסוף סוף הנדסו לאחור על ידי חוקרים יפנים, מה שנותן למדענים רפואיים תרופה פוטנציאלית חדשה במאבק בזיהום.

בשנת 1974, הכימאי הגרמני אקסל זאק ועמיתו הטורקי Mithat Mardin הראו פיגמנטים אדומים המיוצרים על ידי החיידקStreptomyces arenae בעלי תכונות אנטי-מיקרוביאליות, מה שהופך אותם לחומר אטרקטיבי עבור פרמקולוגים להתעסק איתו.

סינתזה של התרכובות העשויות שימושיות הידועות כ-β-ו-γ-naphthocyclinone בכמויות שימושיות הוכיחה את עצמה כאתגר.לעתים קרובות נדרש ניסוי וטעייה כדי להבין את התגובות הכימיות הנחוצות, אם כי המורכבות של הנפטציקלינונים מקשה על יצירתם מבלי להכניס מגוון רחב של תוצרי לוואי לאורך הדרך.

רק עכשיו יש rחוקרים מהמכון למדע טוקיו הצליחו לבצע את העבודה, תוך שימוש בגישה המכונהניתוח רטרו-סינתטי.

כפי שניתן לנחש מהשם, זה כרוך בעבודה לאחור ממולקולת מטרה כדי להבין את אבני הבניין הבסיסיות שלה. זה קצת כמו לפרק מכונה מורכבת לחלקים המרכיבים אותה - חלקים שקל יותר להבין ולהרכיב.

הצוות התחיל עם β-naphthocyclinone, שכן γ-naphthocyclinone יכול להיחשב כווריאציה.כמו מולקולות גדולות רבות, שילוב של יחידות מולקולריות פשוטות יותר שימש נקודת מוצא לבניית התרכובת.

מגשרת בין שתי היחידות היא מולקולה מורכבת בשם bicyclo[3.2.1]octadienone, אם כי קל יותר לומר מאשר לעשות את הכימיקל למצב המושלם מבלי לשנות את הרכיבים האחרים או ליצור מוצר שונה לחלוטין.

בהנחיית המתכון הרטרו-סינתטי שלהם ויישום מספר שיטות כימיה מתקדמות, החוקרים מצאו דרך שאפשרה להם למקם את החלקים בדיוק ולקשר אותם באופן שלא ישפיע על תפקודם.

רגע האמת הגיע בהשוואה בין סידורי האטומים התלת-ממדיים המדויקים - או במונחים מדעיים,דיכרואיזם מעגליספקטרה - של התרכובות המסונתזות עם אלו שנוצרו על ידי הטבע בהר הגעש.

"ספקטרום הדיכרואיזם המעגלי של התרכובות המסונתזות שלנו היו זהות לאלו של התרכובות המופיעות באופן טבעי, מה שמרמז שהתצורה המוחלטת של מולקולות סינתטיות וטבעיות הייתה זהה."אומרהכימאי יושיו אנדו מהמכון למדע טוקיו.

שיטות אלו אפשרו לבסוף לחוקרים לסנתז β-naphthocyclinone עם תשואה של לפחות 70 אחוז (כך ש-70 אחוז מהכמות המקסימלית הצפויה בהינתן חומרי המוצא).

לאחר מכן הם השתמשו בתהליך כימי אחר, לקטוניזציה חמצונית, כדי לייצר γ-naphthocyclinone עם תשואה של 87 אחוזים. שתי התרכובות דומות, אבל ל-γ-naphthocyclinone יש כמה תוספות נוספות.

במעבדה יכול היה לראות אותם מיוצרים בכמויות גדולות יותר לשימוש רפואי ומחקרי: אין צורך לצאת לטיולים קבועים חזרה להר געש, למשל. יתרה מכך, החוקרים חושבים שהגישות המכוילות בקפידה בהן השתמשו כאן יכולות לשמש גם במחקרים עתידיים - במיוחד בסינתזה של תרכובות אחרות עם מבנים דומים.

"מאמצים נוספים בכיוון זה כבר מתנהלים במעבדה שלנו",אומראנדו.

המחקר פורסם במהדורה בינלאומית של כימיה יישומית.