科學家重新創造了在火山口中發現的抗生素分子

發現抗生素在a的土壤中半世紀前的喀麥隆火山最後被日本研究人員進行了逆向工程，為醫學科學家提供了一種對抗感染的新的潛在藥物。

1974 年，德國化學家 Axel Zeeck 和他的土耳其同事 Mithat Mardin 展示了該細菌產生的紅色素競技場鏈黴菌 具有抗菌特性，使它們成為藥理學家修補的有吸引力的材料。

事實證明，合成有效數量的潛在有用化合物（β-萘環酮和γ-萘環酮）是一項挑戰。通常需要進行一些試驗和錯誤來找出必要的化學反應，儘管萘環酮的複雜性使得它們很難在不引入各種副產物的情況下製造。

現在才擁有r東京科學研究所的研究人員使用一種稱為“逆合成分析。

正如您可能從名稱中猜到的那樣，它涉及從目標分子向後推導出其基本構建模組。這有點像是將一台複雜的機器分解成其組成部分——更容易理解和組裝的部分。

團隊從β-萘環酮開始，因為γ-萘環酮可以被視為一種變體。與許多大分子一樣，更簡單的分子單元的組合作為化合物構建的起點。

連接這兩個單元的是一種稱為雙環[3.2.1]辛二烯酮的複雜分子，儘管在不改變其他成分或創造完全不同的產品的情況下將化學物質置於完美的位置是說起來容易做起來難。

在逆合成配方的指導下，並應用了許多先進的化學方法，研究人員找到了一條途徑，使他們能夠精確定位這些碎片，並以不影響其功能的方式將它們粘合在一起。

關鍵時刻在於比較精確的 3D 原子排列——或者用科學術語來說，圓二色性光譜－合成化合物與火山中自然產生的化合物的光譜。

“我們合成的化合物的圓二色光譜與天然存在的化合物相同，這意味著合成和天然分子的絕對構型是相同的，”說東京科學研究所的化學家安藤吉夫。

這些方法最終使研究人員能夠以至少 70% 的產率合成 β-萘環酮（即給定起始材料的預期最大量的 70%）。

然後，他們使用另一種化學製程——氧化內酯化反應來生產 γ-萘環酮，產率為 87%。這兩種化合物很相似，但 γ-萘環酮有一些額外的功能。

在實驗室中可以看到它們大量生產用於醫療和研究用途：例如，無需定期返回火山。更重要的是，研究人員認為他們在這裡使用的仔細校準的方法也可以用於未來的研究，特別是在合成具有類似結構的其他化合物時。

“我們的實驗室已經在沿著這些方向進行進一步的努力，”說安藤。

該研究發表於應用化學國際版。