有毒錐蝸牛的外殼圓錐形奧馬里亞，生活在太平洋和印度洋。在蝸牛的毒液中發現的毒素可能是為各種腦部疾病設計新藥物的有用工具，包括阿爾茨海默氏症和帕金森氏病。
（圖片來源：猶他大學Kerry Matz）柳樹樹皮是阿司匹林的原始來源，而抗生素青黴素來自普通模具。最近，一種有效的止痛藥是從毒液錐蝸牛殺死獵物的情況下得出的，而太平洋紫樹產生的化學物質現在是強大的癌症治療的藥物紫杉醇（SualtaL®）。
大自然是新藥物的多產來源。實際上，天然產品已導致過去25年中引入的新藥中有一半以上。
天然產品來自全球每個角落的植物，真菌和細菌。在數百萬年的時間裡，有機體已經發展出與敵人中特定蛋白質相互作用的保護性化學物質。因為所有生物都有相同的基本生物化學，所以這些化學物質可以與人中的相同蛋白質相互作用。美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）支持的化學家尋求發現和檢查此類天然產品，以期開發新藥物以改善人類健康。
某些天然產品的潛在應用從一開始就很明顯。一種殺死細菌的物質 - 無論是來自另一種細菌，一種植物還是（很少）動物 - 可能是人類作為抗菌藥物的作品。天然產物在治療諸如心髒病，抑鬱和癲癇等疾病方面的應用也不太明顯。一些產品有多個應用程序。青黴素分子的一部分降低了膽固醇，瘧疾藥物青蒿素的化學衍生似乎使一些癌症平息了。
科學家估計，地球是至少25萬種不同種類的植物，多達3000萬種昆蟲物種以及可比數量的真菌，藻類和細菌。儘管存在這種巨大的生物多樣性，但化學家還是測試了相對較少的生物，以查看它們是否具有醫學上有用的物質。
大自然的藥房
化學家在森林，海洋，洞穴甚至普通後院尋求新藥和藥物前體。許多生態獨特的棲息地是天然產物的有前途的來源，因為它們容納了各種未發現化學物質的物種。
以下是在不太可能的地方發現的一些已知和潛在藥物的例子：
- 珊瑚礁居民依靠致命的化學啤酒來抵禦掠食者或搶奪獵物。在澳大利亞，印度尼西亞和菲律賓附近的水域中的錐形蝸牛有一種毒素包裝的毒液，震驚和癱瘓。這些毒藥之一是由鹽湖城猶他大學的藥理學家鮑德羅·奧利弗拉（Baldomero Olivera）發現的，是止痛藥比嗎啡強的1000倍。脊髓中蝸牛衍生的藥物果醬神經傳播，並阻止某些疼痛信號進入大腦。
- 范德比爾特大學生物合成化學家布萊恩·巴克曼（Brian Bachmann）散發著塞子，以尋找具有吸毒潛力的洞穴居住的微生物。在四年中，他發現科學家以前從未見過的10種化合物。 Bachmann還解碼了生產炭疽黴素的遺傳“藍圖”，炭疽黴素是一種類似腐爛的堆肥堆中發現的有機體，並揭示了一種稱為K-26的血壓降壓分子的分子結構，該分子在日本旁邊的土壤樣品中發現了。
- 達拉斯德克薩斯大學西南醫學中心的藥物學家David Mangelsdorf正在探索Guggul Tree Sap中一種化合物的降解膽固醇的特性，該物種是印度本地的，自從至少600 bc以來，它一直在印度醫學中使用
- 光動力療法結合了一種古老的植物療法，現代輸血技術和光，以治療多種癌症和眼部疾病。這種療法中的關鍵因素是牛皮蘭，直到暴露於光線直至暴露於光），源自尼羅河棲息的雜草，稱為AMMI。
- 在雙線線中發現了幾種有前途的藥物，稱為海洋噴水。化學家肯尼斯·里納哈特（Kenneth Rinehart）當時在伊利諾伊大學烏爾巴納·坎普尼（Urbana-Champaign）的伊利諾伊大學（University of Urbana-Champaign），他在西印度群島的珊瑚礁和沼澤中發現了一種稱為ET-743的癌細胞分子。以Yondelis®的品牌名稱，ET-743現在在國外用於軟組織肉瘤，並已進入美國臨床試驗的幾種癌症。
在實驗室中建立自然
在找到具有有趣生物學特性的物質後，研究人員經常試圖在實驗室中重現它。
這樣做的原因之一是，經常需要對天然物質進行化學修飾，以便在人體中安全有效地工作。使用本質上無法使用的方法，化學家可以創建數十個或數百個具有略有不同結構的分子。這些分子之一可能具有正確的特性是藥物。
研究人員還希望找到種植收穫產品或從頭開始在實驗室中生產它們的方法，以便它們可以有效地生產大量。例如，產生一克ET-743需要多噸以上的海洋噴氣。哈佛大學化學家和諾貝爾獎獲得者Elias J. Corey的研究使化學家能夠以更高的量在實驗室中合成ET-743，這必須進入臨床試驗並用於人。當製造天然產品的生物短缺時，這種替代製造方法尤為重要。
天然產品化學可能是勞動密集型且耗時的，因此研究人員正在尋求新的方法來改善發現和生產過程。例如，加州大學聖地亞哥分校的一個團隊最近開發了計算工具，以迅速確定在海洋和森林等環境中收集的天然化合物是否是藥物開發的潛在新候選者。
另一個稱為代謝工程的相當新的程序使研究人員可以從某些微生物中刪除天然產品的遺傳說明，對其進行更改並將其放回原處 - 可以促進自然界不存在的遺傳水平或定制不同產品的天然產品的生產。
大自然隱藏下一個醫療寶藏的地方是任何人的猜測。顯然，化學家的創造性手工製品對於發現和調整天然產品以改善人類健康至關重要。
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這篇內在的生活科學文章是由與生活協會合作的國家一般醫學科學研究所，一部分國立衛生研究院。
