EuroWire , ВАШИНГТОН : Ученые Массачусетского технологического института успешно синтезировали вертициллин А, сложное грибковое соединение, впервые обнаруженное более 50 лет назад и давно известное своими противораковыми свойствами. Это достижение знаменует собой первый лабораторный синтез этого соединения и решает давнюю проблему в органической химии, которая ограничивала научное изучение этой молекулы с момента ее открытия.
Вертициллин А был впервые выделен из грибов в начале 1960-х годов и привлек внимание благодаря своей биологической активности, включая способность препятствовать росту раковых клеток. Несмотря на эти многообещающие результаты, исследователям не удалось воспроизвести это соединение синтетическим путем из-за его чрезвычайно сложной молекулярной структуры. Структура лишь незначительно отличается от родственных грибковых соединений, однако эти незначительные различия создали серьезные препятствия для сборки молекулы с точным трехмерным расположением, необходимым для ее биологической функции.
В недавно опубликованной работе показано, как эти проблемы были преодолены благодаря достижениям в области синтетической химии. Мохаммад Мовассаги, профессор химии в Массачусетском технологическом институте и один из ведущих авторов исследования, сказал, что эта работа позволила лучше понять, как небольшие структурные изменения могут значительно увеличить сложность синтеза. Исследователи разработали методы, которые позволили им контролировать порядок образования химических связей, что дало возможность построить это соединение после десятилетий безуспешных попыток научного сообщества.
Лабораторные исследования производного вертициллина А показали активность в клетках рака человека, в том числе против диффузной срединной глиомы — редкого и агрессивного детского рака головного мозга. Диффузная срединная глиома характеризуется ограниченными возможностями лечения и плохим прогнозом, что делает ее объектом постоянных исследований. Полученные результаты были получены с использованием культивированных клеток рака человека и представляют собой экспериментальные данные на ранней стадии, а не клинические данные.
Исследование проводилось под совместным руководством Мовассаги и Цзюнь Ци, доцента медицины, работающего в Онкологическом институте Дана-Фарбер , Бостонском детском центре онкологических и гематологических заболеваний и Гарвардской медицинской школе . Результаты их работы были опубликованы в журнале Американского химического общества , одном из ведущих рецензируемых журналов в области химии.
Многолетняя проблема синтеза соединений грибами решена.
На молекулярном уровне вертициллин А состоит из двух идентичных половин, которые должны быть соединены вместе, образуя димер с точно заданной пространственной конфигурацией. Достижение этой точной ориентации было главной проблемой, которая препятствовала синтезу на протяжении десятилетий. По словам исследователей, даже незначительные отклонения в ориентации во время сборки могут нарушить биологические свойства соединения, поэтому строгий контроль над трехмерной структурой имеет важное значение.
Для решения этой проблемы команда разработала 16-этапный синтетический процесс, который тщательно контролировал время и способ образования каждой химической связи. Исследователи изменили традиционную последовательность реакций образования связей и временно защитили хрупкие молекулярные области от разрыва на критических стадиях. Некоторые функциональные группы были намеренно оставлены скрытыми до тех пор, пока две половины молекулы не были успешно соединены, что гарантировало, что конечное соединение примет необходимую трехмерную структуру.
Время протекания химических реакций оказалось решающим фактором.
Мовассаги отметил, что эта работа подчеркнула важность временных параметров в химическом синтезе. Изменяя порядок ключевых этапов, исследователи смогли направить молекулу в правильную конфигурацию, чего ранее не удавалось достичь. Такой подход также позволяет создавать родственные варианты вертициллина А, которые можно использовать для изучения того, как небольшие химические модификации влияют на биологическую активность.
Благодаря налаженному лабораторному синтезу вертициллин А теперь можно производить в количествах, достаточных для более широких научных исследований. Ци отметил, что природные соединения исторически играли значительную роль в разработке лекарств, а доступ к синтетически произведенному вертициллину А позволяет более детально изучить взаимодействие молекулы с раковыми клетками. Исследователи планируют изучить его свойства, используя комплексные подходы, охватывающие химию, химическую биологию, онкобиологию и исследования, ориентированные на пациентов, с целью расширения понимания его потенциальной роли в науке об раке.
Статья "Ученые синтезировали трудноуловимое грибковое соединение, обладающее потенциалом для исследований рака" впервые появилась на сайте British Outlook .