_ Chimiștii sintetizează molecule anticancer unice folosind abordare nouă

Cu aproape 30 de ani în urmă, oamenii de știință au descoperit o clasă unică de molecule anticanceroase într-o familie de briozoare, un filum de nevertebrate marine găsite în apele tropicale.

Structurile chimice ale acestor molecule. moleculele, care constau dintr-un nod dens, foarte complex, de inele oxidate și atomi de azot, a atras interesul chimiștilor organici din întreaga lume, care și-au propus să recreeze aceste structuri de la zero în laborator. Cu toate acestea, în ciuda eforturilor considerabile, a rămas o sarcină evazivă. Până acum, adică.

O echipă de chimiști din Yale, care scrie în revista Science, a reușit să sintetizeze opt dintre compuși pentru prima dată folosind o abordare care combină strategia chimică inventiva cu cea mai recentă tehnologie din determinarea structurii moleculelor mici.

„Aceste molecule au reprezentat o provocare remarcabilă în domeniul chimiei sintetice”, a spus Seth Herzon, Ph.D. Milton Harris '29. Profesor de chimie la Facultatea de Arte și Științe din Yale și autor corespondent al noului studiu. „Un număr de grupuri de cercetare au încercat să recreeze aceste molecule în laborator, dar structurile lor sunt atât de dense, atât de complicate, încât nu a fost posibil. Am citit despre eforturile de a sintetiza acești compuși de când eram un student absolvent la începutul anilor 2000.”

În natură, moleculele se găsesc la unele specii de briozoare – animale acvatice mici, care se hrănesc prin filtrarea pradei din apă prin tentacule minuscule. Cercetătorii din întreaga lume consideră că briozoarele sunt o sursă potențial valoroasă de noi medicamente, iar multe molecule izolate din briozoare au fost studiate ca agenți anticancerigen noi. Cu toate acestea, complexitatea moleculelor limitează adesea dezvoltarea lor ulterioară.

Echipa lui Herzon a analizat o anumită specie de briozoare numită Securiflustra securifrons.

„Am lucrat la aceste molecule în urmă cu aproximativ un deceniu. , și deși nu am reușit să le recreăm în acel moment, am obținut o perspectivă asupra structurii și reactivității chimice a acestora, ceea ce ne-a informat gândirea", a spus Herzon.

Noua abordare a implicat trei elemente strategice cheie. În primul rând, Herzon și echipa sa au evitat construirea unui inel heterociclic reactiv, cunoscut sub numele de indol, până la sfârșitul procesului. Un inel heterociclic conține două sau mai multe elemente – și se știe că acest inel specific este reactiv și creează probleme, a spus Herzon.

În al doilea rând, cercetătorii au folosit metode cunoscute sub numele de fotociclizări oxidative pentru a construi unele dintre legăturile cheie în moleculele. Una dintre aceste fotociclizări a implicat reacția unui heterociclu cu oxigenul molecular, care a fost studiată pentru prima dată de Harry Wasserman de la Yale în anii 1960.

În sfârșit, Herzon și echipa sa au folosit analiza de difracție a electronilor cu microcristale (MicroED) pentru a ajuta la vizualizarea structura moleculelor. Herzon a spus că metodele convenționale pentru determinarea structurii au fost inadecvate în acest context.

Rezultatul noii abordări sunt opt ​​noi molecule sintetice cu potențial terapeutic – și promisiunea unei noi chimie care urmează să vină.

„Aceste molecule au lovit direct dragostea mea pentru provocările sintetice complexe”, a spus Herzon, care este, de asemenea, membru al Yale Cancer Center și deține întâlniri comune în farmacologie și radiologie terapeutică la Yale School of Medicine. „Pe baza greutății moleculare, ele sunt modeste în comparație cu alte molecule pe care le-am studiat în laboratorul meu. Dar din punctul de vedere al reactivității chimice, ele prezintă unele dintre cele mai mari provocări pe care le-am asumat vreodată”.

Co-primii autori ai noului studiu sunt studenții absolvenți de chimie din Yale, Brandon Alexander și Noah Bartfield. Co-autorii sunt Vaani Gupta, un student absolvent de chimie Yale; Brandon Mercado, cristalograf cu raze X la Yale și lector la Departamentul de Chimie; și Mark Del Campo de la Rigaku Americas Corporation.

(Fluierul)