科學家們重現了在火山口中發現的抗生素分子

發現的抗生素在半個世紀前的喀麥隆火山最終被日本研究人員逆向工程，為醫學科學家提供了一種對抗感染的新潛在藥物。

1974 年，德國化學家 Axel Zeeck 和他的土耳其同事 Mithat Mardin 展示了這種細菌產生的紅色素鏈霉菌具有抗菌特性，使它們成為藥理學家可以修補的有吸引力的材料。

事實證明，合成有用數量的 β-和 γ-萘環素酮的潛在有用化合物是一項挑戰。通常需要進行一些試驗和錯誤才能弄清楚必要的化學反應，盡管萘環素的復雜性使其很難在不引入各種副產物的情況下產生。

現在才有 r東京理學研究所的 esearchers 能夠使用一種稱為逆合成分析.

正如您可能從名稱中猜到的那樣，它涉及從目標分子向后工作以找出其基本構建塊。這有點像將一臺復雜的機器分解成其組成部分——更容易理解和組裝的部件。

該團隊從 β-萘環素開始，因為 γ-萘環素可以被認為是一種變體。像許多大分子一樣，更簡單的分子單元的組合是化合物構建的起點。

橋接這兩個單元的是一種稱為雙環[3.2.1]辛二烯酮的復雜分子，盡管在不改變其他成分或產生完全不同的產品的情況下將化學物質置于完美位置說起來容易做起來難。

在他們的逆合成配方的指導下，并應用了許多先進的化學方法，研究人員找到了一條途徑，使他們能夠精確地定位碎片，并以不影響其功能的方式將它們粘合在一起。

關鍵時刻來了——或者用科學術語來說，比較精確的 3D 原子排列圓二色性光譜 – 合成化合物與火山中自然產生的化合物的光譜。

“我們合成的化合物的圓二色光譜與天然化合物的圓二色光譜相同，這意味著合成分子和天然分子的絕對構型相同，”說來自東京科學研究所的化學家 Yoshio Ando。

這些方法最終使研究人員能夠合成 β-萘環素酮，產率至少為 70%（即給定起始材料預期最大量的 70%）。

然后，他們使用另一種化學過程，即氧化內酯化，以 87% 的產率生產γ-萘環素酮。這兩種化合物相似，但 γ-萘環素酮有一些額外的成分。

合成抗生素在實驗室中可以看到它們被大量生產用于醫療和研究用途：例如，無需定期返回火山。更重要的是，研究人員認為他們在這里使用的經過精心校準的方法也可以用于未來的研究——特別是合成具有相似結構的其他化合物。

“我們的實驗室已經在進行這些方面的進一步努力，”說安藤。

該研究已發表在Angewandte Chemie 國際版.

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