Gennembrudssyntesestrategi kan betyde bølge af nye medicinske forbindelser

I farmakologi, ikke alle molekylære strukturer er skabt ens. Nogle rammer er overrepræsenterede i naturen, gør dem særligt attraktive for forskere på jagt efter mere effektive lægemidler.

En sådan struktur, kendt af forskere som det carbocykliske 5-8-5 smeltede ringsystem, er notorisk svært at producere ved hjælp af konventionelle laboratoriemetoder, og forskere har derfor stort set ikke været i stand til at udnytte dets potentielt brede terapeutiske potentiale.

Nu, en innovativ syntetisk teknik udviklet af Florida State University -kemikere kunne låse op for disse undvigende strukturer, åbner døren til en ny verden af ​​banebrydende medicinske forbindelser.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Kemisk videnskab , FSU -forskere beskriver en roman, modulopbygning til fremstilling af store mængder af 5-8-5 ringstrukturen. En synteseproces, der engang var usædvanligt arbejds- og ressourceintensiv, de opdagede, kunne strømlines i fire relativt ligetil trin.

"Ubiquity af 5-8-5 ringsystemet inden for naturlige produkter fangede vores opmærksomhed, "sagde hovedforfatter James Frederich, en adjunkt i Institut for Kemi og Biokemi. "Vores kemi giver et attraktivt indgangspunkt for naturlige produkter, der rummer et 5-8-5 ringsystem."

Betragtes af kemikere som et muligt eksempel på et "privilegeret stillads"-et atomarrangement, der ofte går igen i biologisk aktive forbindelser-består 5-8-5-rammen af ​​to femsidige molekylære ringe smeltet til en central 8-sidet ring . Denne unikke arkitektur udgør kernen i mere end 30 naturprodukter, flere af dem har nyttige, potentielt terapeutiske virkninger i humane cellekulturer.

Eksisterende metoder til fremstilling af denne ramme i et laboratorium blev begrænset af upraktisk langvarige synteseprocesser, der kræver høje temperaturer og overgangsmetalkatalysatorer. Frederichs tilgang undgår disse forhindringer. I hans system, cykliseringssubstrater-de underliggende strukturer, som ringrammerne er bygget på-kan tilgås via et simpelt totrins monteringsskema. Med et pålideligt underlag på plads, det fulde 5-8-5 stillads opnås i ét, stærkt kontrolleret drift med UV -lys, der bruges til at fremme ringdannelse.

"Anvendelsen af ​​UV -lys er særlig praktisk, da det undgår behovet for høje temperaturer eller dyre katalysatorer, "Sagde Frederich.

Frederichs strategi er en væsentlig forbedring i forhold til nuværende tilgange til 5-8-5 ringestruktursyntese. Han sagde det forenklede, højtydende metode vil hjælpe forskere, når de arbejder på at bedre forstå de mulige medicinske egenskaber ved syntetiske produkter bygget på 5-8-5 stilladset.

I særdeleshed, Frederich sagde, at disse forbindelser kunne hjælpe med at stabilisere protein-protein-interaktioner-den fysiske blanding af proteinmolekyler, der styrer biologiske processer i en celle.

"Vi spekulerer på, at 5-8-5 ringsystemet kan understøtte en række designede, ikke-naturlige strukturer med interessante egenskaber i menneskelig cellekultur, "sagde han." Vi forventer at udnytte denne kemi til at bygge og teste visse strukturer, der har vist sig at modulere protein-protein-interaktioner. "