加州大学洛杉矶分校的有机化学家创造了最近在海绵中发现的一种分子的第一个合成版本,这种分子可能对帕金森病和类似疾病有治疗作用。这种分子被称为lissodendoric acid A,它似乎可以中和其他可能破坏DNA、RNA和蛋白质,甚至破坏整个细胞的分子。
有趣的是,研究小组使用了一种不寻常的、长期被忽视的化合物,称为环等位基因,来控制化学反应链中的一个关键步骤,从而在实验室中产生可用的分子。他们说,这一进步将证明有利于开发其他用于药物研究的复杂分子。
他们的发现今天发表在《科学》杂志上。
加州大学洛杉矶分校的肯尼思·n·特鲁布拉德化学和生物化学教授、该研究的通讯作者尼尔·加格说:“今天绝大多数药物都是由合成有机化学制成的,我们在学术界的角色之一是建立新的化学反应,可以用来快速开发具有复杂化学结构的药物和分子,造福世界。”
Garg说,使这些合成有机分子的发展复杂化的一个关键因素被称为手性,或“手性”。许多分子——包括李索登酸A——可以以两种不同的形式存在,它们在化学上是相同的,但却是彼此的3D镜像,就像右手和左手一样。每个版本都被称为一种对映体。
当用于制药时,一个分子的一种对映体可能有有益的治疗效果,而另一种则可能什么都没有,甚至是危险的。不幸的是,在实验室中创造有机分子通常会产生两种对映体的混合物,用化学方法去除或逆转不需要的对映体会增加过程的难度、成本和延迟。
为了解决这一挑战,并快速有效地生产出几乎只在自然界中存在的李索登酸A的对映体,Garg和他的团队在他们的12步反应过程中使用了循环等位基因作为中间体。这些高活性化合物首次发现于20世纪60年代,以前从未被用于制造如此复杂的分子。
Garg说:“自半个多世纪前发现循环等位基因以来,它们在很大程度上已经被遗忘了。这是因为它们具有独特的化学结构,并且在生成时只存在几分之一秒。”
研究小组发现,他们可以利用化合物的独特性质来产生一种特殊的手性环状等位基因,这反过来又导致化学反应,最终几乎只产生所需的李索登酸A分子的对映体。
化学家们说,尽管能够合成出一种李索登酸A的类似物是测试该分子是否具有适合未来治疗的性质的第一步,但合成该分子的方法可以立即使其他参与药物研究的科学家受益。
Garg说:“通过挑战传统思维,我们现在已经学会了如何制造循环等位基因,并使用它们来制造复杂的分子,如lissodendoric acid A。”“我们希望其他人也能使用循环等位基因来制造新药。”
这项研究的共同作者是加州大学洛杉矶分校的博士生Francesca Ippoliti(现在是威斯康星大学的博士后学者),Laura Wonilowicz和Joyann Donaldson(现在是辉瑞肿瘤药物化学);加州大学洛杉矶分校博士后Nathan Adamson和Evan Darzi(现在是初创公司ElectraTect的首席执行官,该公司是从Garg的实验室分离出来的);以及加州大学洛杉矶分校化学和生物化学助理教授丹尼尔·纳斯鲁拉。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。