Syntetisk kemi tilgang giver nye forbindelser med potentielle biomedicinske anvendelser

Forskere ved Rice University har med succes syntetiseret en gruppe naturlige forbindelser kendt som fusicoccaner. Molekylerne fundet i forskellige levende organismer udviser forskellige biologiske aktiviteter, herunder evnen til at modulere protein-protein-interaktioner i biologiske systemer.

Undersøgelsen ledet af Hans Renata, lektor i kemi, markerer et betydeligt fremskridt inden for kemiske synteseteknikker, der udnytter moderne organisk kemi og konstruerede enzymer. Forskningen er publiceret i tidsskriftet Nature Chemistry .

Holdet syntetiserede 10 forskellige fusicoccaner ved hjælp af en ny strategi, der kombinerer syntesen af ​​forbindelsernes kernestrukturer gennem organisk kemi med den præcise dekoration af funktionelle grupper ved hjælp af enzymer.

"Vores tilgang repræsenterer en fusion af traditionelle syntetiske metoder med banebrydende enzymatisk katalyse," sagde Renata. "Ved at udnytte kraften fra konstruerede enzymer har vi opnået syntesen af ​​disse komplekse molekyler og også banet vejen for yderligere kemiske modifikationer."

Forskerne stødte på udfordringer under den enzymatiske fase af syntesen, da de valgte enzymer i starten var ustabile og førte til uønskede biprodukter. Men gennem strenge eksperimenter og enzymteknologi identificerede de forbedrede enzymvarianter, der var skræddersyet til synteseprocessen.

"Dette arbejde viser vigtigheden af ​​enzymteknologi for at muliggøre syntesen af ​​biologisk relevante forbindelser," sagde Renata. "Vores resultater fremhæver potentialet i en hybrid syntetisk strategi til udvikling af nye molekyler med forskellige anvendelser."

Ud over deres direkte anvendelse som modulatorer af protein-protein-interaktioner åbner de syntetiserede forbindelser veje til at udforske nye lægemiddelkandidater og forstå biologiske processer, sagde hovedforfatter og postdoc-forsker Yanlong Jiang.

"Vores metodologi kan inspirere lignende innovationer i syntesen af ​​andre værdifulde molekyler, hvilket driver fremskridt på forskellige områder," sagde Jiang.

Flere oplysninger: Yanlong Jiang et al., Modulær kemoenzymatisk syntese af ti fusicoccan-diterpenoider, Nature Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41557-024-01533-w

Journaloplysninger: Naturkemi

Leveret af Rice University