Effektiv syntese af ginkgo -forbindelse kan føre til nye lægemidler, grønne insekticider

Kemikere ved Scripps Research har opfundet en effektiv metode til fremstilling af en syntetisk version af planteforbindelsen bilobalid, som naturligt produceres af gingkotræer. Det er en betydelig bedrift, fordi bilobalid - og nært beslægtede forbindelser - har en potentiel kommerciel værdi som medicin og "grønne" insekticider.

Ginkgo træer producerer forbindelsen til at afvise skadedyr, men det er effektivt giftfrit for mennesker. Metoden, udgivet i Natur , tillader kemikere at fremstille og studere bilobalid og beslægtede forbindelser relativt let og meget billigere end tidligere muligt.

"Denne proces viser, hvordan opfindelsen af ​​de rigtige nye kemiske reaktioner giver hurtig adgang til komplekse naturlige forbindelser, "siger Ryan Shenvi, Ph.d., professor i Institut for Kemi ved Scripps Research. "Nu kan vi få adgang til bilobalid og det kemiske rum omkring det, hvoraf mange måske har endnu bedre egenskaber. "

Ginkgo -træet ( Ginkgo biloba ) betragtes som en levende fossil. Tæt beslægtede arter levede på Jorden for 270 millioner år siden, før dinosaurer, og formåede at overleve efterfølgende globale katastrofer, der slukkede dinosaurerne såvel som de fleste andre slags planter og dyr.

Ikke overraskende, givet den arv, enkelte ginkgo-træer i dag er usædvanligt hårdføre og langlivede; nogle eksemplarer siges at være tusinder af år gamle. Traditionel kinesisk medicin omfatter brug af ginkgo -ekstrakter til en række lidelser, og selv bladene siges at have været brugt i oldtiden som bogmærker for at beskytte mod papirædende insekter som sølvfisk.

En sandsynlig faktor i G. biloba 's levetid er det sæt insekticidforbindelser, der findes i dets blade og nødder. Disse omfatter ginkgolidforbindelser, som kan forårsage farlig blødning hos mennesker, der indtager dem ved høje nok doser, men også det mindre kendte bilobalid, som har kraftige virkninger på insekter, men ser ud til at være i det væsentlige giftfri for mennesker. Bilobalid nedbrydes også hurtigt i miljøet, tilføjer til dens egenskaber for et "grønt" insekticid.

Imidlertid, bilobalid har en kompleks kulstof-skeletstruktur med otte iltatomer, der gør det i sagens natur vanskeligt at syntetisere. Tidligere offentliggjorte metoder var lange, dels på grund af vanskeligheden ved at få alle disse iltatomer i de rigtige positioner.

"Vi prøvede en anden tilgang, "Siger Shenvi." I stedet for at mejse væk ved strukturen ved at lægge iltatomer i en-for-en, vi startede med store, iltholdige fragmenter, og skar dem derefter sammen, som at samle Ikea -møbler. "

Den nye syntesemetode, udviklet hovedsageligt af kandidatstuderende Meghan Baker og Robert Demoret, samt postdoc Masaki Ohtawa, kulminerede med en procedure, hvor den skålelignende molekylære arkitektur blev åbnet, og et sidste iltatom blev placeret på et præcist sted inde i det.

"At finde ud af, hvordan man gør den sidste del, var en monumental indsats, "Siger Shenvi.

Syntesen, i det hele taget, involverer langt mindre tid og kræfter i forhold til tidligere metoder, og dens udvikling betyder, at kemikere nu har en praktisk organisk syntesemetode til fremstilling af ikke kun bilobalid, men også derivatforbindelser, for at undersøge deres egenskaber som insekticider eller endda som potentielle lægemidler. Forskere har rapporteret i tidligere undersøgelser, at bilobalid vender kognitive underskud i en dyremodel af Downs syndrom, og at det beskytter dopaminneuroner i en model af Parkinsons sygdom.

"Vi var først interesserede i bilobalid på grund af dets potentielle relevans for menneskelig neurovidenskab, "Siger Shenvi." Dog, da ordet har spredt sig om den nye syntese, vi har haft det stærkeste udtryk for interesse fra den agrokemiske industri, på grund af bilobalids gode egenskaber som insekticid og dets sikkerhedsprofil. "

Shenvi og hans kolleger planlægger at bruge deres nye metode til at lave bilobalidanaloger og udforske deres egenskaber.