นักวิทยาศาสตร์สร้างโมเลกุลยาปฏิชีวนะขึ้นมาใหม่ที่พบในปล่องภูเขาไฟ

ค้นพบยาปฏิชีวนะในดินของกภูเขาไฟแคเมอรูนเมื่อครึ่งศตวรรษก่อนในที่สุดก็มีการวิศวกรรมย้อนกลับโดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่น ทำให้นักวิทยาศาสตร์การแพทย์ได้รับยาที่มีศักยภาพชนิดใหม่ในการต่อสู้กับการติดเชื้อ

ในปี 1974 นักเคมีชาวเยอรมัน Axel Zeeck และเพื่อนร่วมงานชาวตุรกีของเขา Mithat Mardin แสดงให้เห็นเม็ดสีแดงที่ผลิตโดยแบคทีเรียสนามกีฬา Streptomyces มีคุณสมบัติต้านจุลชีพทำให้พวกมันกลายเป็นวัสดุที่น่าสนใจสำหรับนักเภสัชกร

การสังเคราะห์สารประกอบที่อาจมีประโยชน์ซึ่งเรียกว่า β- และ γ-naphthocyclinone ในปริมาณที่เป็นประโยชน์ถือเป็นเรื่องท้าทายบ่อยครั้งจำเป็นต้องมีการลองผิดลองถูกเพื่อค้นหาปฏิกิริยาทางเคมีที่จำเป็น แม้ว่าความซับซ้อนของแนฟโทไซคลิโนนจะทำให้ยากต่อการสร้างโดยไม่ต้องนำผลพลอยได้ที่หลากหลายไปพร้อมกัน

ตอนนี้มี r เท่านั้นนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียวสามารถทำงานได้สำเร็จโดยใช้แนวทางที่เรียกว่าการวิเคราะห์การสังเคราะห์ย้อนกลับ-

ดังที่คุณอาจเดาได้จากชื่อ มันเกี่ยวข้องกับการย้อนกลับจากโมเลกุลเป้าหมายเพื่อค้นหาองค์ประกอบพื้นฐานของมัน มันเหมือนกับการแยกเครื่องจักรที่ซับซ้อนออกเป็นส่วนต่างๆ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่เข้าใจและประกอบได้ง่ายกว่า

ทีมงานเริ่มต้นด้วย β-naphthocyclinone เนื่องจาก γ-naphthocyclinone ถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับโมเลกุลขนาดใหญ่อื่นๆ การรวมกันของหน่วยโมเลกุลที่เรียบง่ายกว่าทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นในการสร้างสารประกอบ

การเชื่อมโยงทั้งสองหน่วยเข้าด้วยกันนั้นเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนที่เรียกว่า ไบไซโคล[3.2.1]ออคตาไดโนน แม้ว่าการทำให้สารเคมีอยู่ในตำแหน่งที่สมบูรณ์แบบโดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนประกอบอื่นๆ หรือสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง พูดง่ายกว่าทำก็ตาม

ด้วยการใช้สูตรการสังเคราะห์ย้อนยุคและใช้วิธีการทางเคมีขั้นสูงหลายวิธี นักวิจัยพบเส้นทางที่ช่วยให้พวกเขาวางตำแหน่งชิ้นส่วนต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ และประสานเข้าด้วยกันในลักษณะที่ไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของชิ้นส่วนเหล่านั้น

ช่วงเวลาแห่งความจริงเกิดขึ้นในการเปรียบเทียบการจัดเรียงอะตอม 3 มิติที่แน่นอน หรือในแง่วิทยาศาสตร์การแบ่งแยกแบบวงกลมสเปกตรัม – ของสารประกอบสังเคราะห์กับสารประกอบที่สร้างขึ้นโดยธรรมชาติในภูเขาไฟ

"สเปกตรัมไดโครอิซึมแบบวงกลมของสารประกอบสังเคราะห์ของเราเหมือนกันกับสเปกตรัมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าการกำหนดค่าสัมบูรณ์ของโมเลกุลสังเคราะห์และโมเลกุลธรรมชาติจะเหมือนกัน"พูดว่านักเคมี โยชิโอะ อันโดะ จากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียว

ในที่สุดวิธีการเหล่านี้ก็ช่วยให้นักวิจัยสังเคราะห์ β-naphthocyclinone ได้อย่างน้อย 70 เปอร์เซ็นต์ (ดังนั้น 70 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณสูงสุดที่คาดไว้เมื่อพิจารณาจากวัสดุเริ่มต้น)

จากนั้นพวกเขาใช้กระบวนการทางเคมีอีกวิธีหนึ่ง นั่นคือ ออกซิเดชันแลคโตไนเซชัน เพื่อผลิต γ-แนฟโทไซคลิโนน โดยให้ผลผลิต 87 เปอร์เซ็นต์ สารประกอบทั้งสองมีความคล้ายคลึงกัน แต่ γ-naphthocyclinone มีความพิเศษเพิ่มเติมบางอย่าง

ในห้องทดลองสามารถเห็นพวกมันผลิตในปริมาณมากขึ้นเพื่อใช้ในทางการแพทย์และการวิจัย เช่น ไม่จำเป็นต้องเดินทางกลับภูเขาไฟเป็นประจำ เป็นต้น ยิ่งไปกว่านั้น นักวิจัยยังคิดว่าวิธีการสอบเทียบอย่างระมัดระวังที่พวกเขาใช้ที่นี่สามารถนำไปใช้ในการศึกษาในอนาคตได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์สารประกอบอื่นๆ ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน

"ความพยายามเพิ่มเติมในแนวทางเหล่านี้กำลังดำเนินการอยู่ในห้องปฏิบัติการของเรา"พูดว่าอันโด.

งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในเคมีประยุกต์นานาชาติฉบับ-