Wissenschaftler erfanden eine bahnbrechende Technik zur Konstruktion von Molekülen, die in seltenen Sedimenten von den Bahamas entdeckt wurden und das Potenzial haben, bei der Behandlung von Krankheiten und Infektionen zu helfen
Wissenschaftler haben einen viel schnelleren Weg gefunden, um bestimmte komplexe Moleküle herzustellen, die in der Pharmazie für Antibiotika und Antimykotika weit verbreitet sind.
Die erste Entdeckung ihrer Art durch Chemiker der University of Bristol hat das Potenzial, die Herstellung solcher Medikamente zu beschleunigen, sie billiger und zugänglicher zu machen.
Der Durchbruch, erschienen in Naturchemiemarkiert den Höhepunkt eines fünfjährigen Forschungsprojekts, das endlich geknackt hat, wie man ein besonders komplexes Molekül aus der Familie der Moleküle, die als Polyketide bekannt sind, im Labor rekonstruieren kann.
Hauptautor Sheenagh Aiken, ein Ph.D. Student an der School of Chemistry der Universität sagte nach Abschluss der Arbeit: „Es ist eine aufregende Entdeckung, die der pharmazeutischen Industrie und der öffentlichen Gesundheit wichtige Vorteile bringen könnte.
„Wir haben uns für dieses spezifische Polyketid entschieden, weil es eines der am schwierigsten zu handhabenden und zu manipulierenden ist. Jetzt haben wir einen Weg gefunden, es im Labor schneller herzustellen, was es einfacher machen sollte, die Technik auf andere mit ebenso bedeutenden Auswirkungen anzuwenden .“
Polyketide sind Naturprodukte, die an einer Vielzahl von Orten vorkommen, darunter Bakterien, Meeresschwämme und Sedimente. Die Verbindungen sind oft nur in winzigen Mengen vorhanden, haben aber starke medizinische Eigenschaften, die die pharmazeutische Industrie zur Entwicklung einer Vielzahl von Medikamenten genutzt hat. Rund ein Fünftel aller Arzneimittel werden von Polyketiden abgeleitet.
Das Forschungsteam arbeitete an einem Polyketid namens Bahamaolide A, das seinen Namen erhielt, weil es aus Bakterien stammt, die aus einem Meeressediment in North Cat Cay auf den Bahamas kultiviert wurden.
Unter Verwendung bestehender Methoden würde es normalerweise mehr als 20 verschiedene Schritte erfordern, um es in einem Labor zu konstruieren. Die Forscher fanden einen neuen, verbesserten Weg, um die Bausteine für das Molekül zu kombinieren, sodass es in nur 14 Schritten hergestellt werden konnte.
Sheenagh sagte: „Die Technik ahmt die Natur nach, indem sie Bausteine miteinander verbindet und Katalysatoren verwendet, um funktionelle Gruppen in einem Prozess wie einem Fließband hinzuzufügen und zu modifizieren. Dieser hochgradig kontrollierte und vorhersagbare Ansatz hat das Potenzial, die Herstellung anspruchsvoller Moleküle effizienter zu gestalten.“
Professor Varinder Aggarwal von der University of Bristol, der die Forschung leitete, fügte hinzu: „Aufgrund ihrer hochspezifischen und starken biologischen Aktivität sowie ihrer strukturellen Komplexität sind Polyketid-Naturprodukte seit über 50 Jahren attraktive Ziele in der chemischen Syntheseforschung. Durch a Anders als andere zuvor, ist es uns gelungen, eine deutliche Effizienzsteigerung für diese wichtige Klasse von Molekülen zu entwickeln.“
Mehr Informationen:
Sheenagh G. Aiken et al, Iterative Synthese von 1,3-Polyboronsäureestern mit hoher Stereokontrolle und Anwendung auf die Synthese von Bahamaolid A, Naturchemie (2022). DOI: 10.1038/s41557-022-01087-9