Science：对“镜像分子”的研究可能会带来新药

　　

德克萨斯大学达拉斯分校的一位化学家和他的同事开发了一种新的化学反应，使研究人员能够选择性地合成自然界中发现的左手或右手版本的“镜像分子”，并评估它们在治疗癌症、感染、抑郁、炎症和许多其他疾病方面的潜在用途。

这一结果很重要，因为虽然化合物的左旋和右旋版本或对映体具有相同的化学性质，但它们在人体内的反应不同。开发具有成本效益的方法来合成具有所需生物效应的版本是药物化学的关键。

在10月11日出版的《科学》(Science)杂志上发表的一项研究中，研究人员描述了他们的化学合成方法如何快速、高效、以可扩展的方式生产出纯粹是一对镜像分子的一个对映体的样品，而不是两者的混合物。新方法是通过一种新开发的催化剂，在合成过程的一步中将戊烯基(由五个碳原子组成的分子)添加到烯酮上。

达拉斯德州大学自然科学与数学学院化学与生物化学助理教授、该研究的通讯作者Filippo Romiti博士说:“添加一个戊烯基是大自然组装这些分子的方式，但对科学家来说，成功复制这一过程一直是一个挑战。”

“大自然是最好的合成化学家;她走在我们前面了。这项研究代表了一种范式的转变，我们现在可以合成大量的生物活性分子，并测试它们的治疗活性，”Romiti说。

天然存在的化合物是潜在新药的重要来源，但由于它们的含量往往很低，科学家和制药公司必须设法合成更大量的化合物，以便在实验室进行测试或生产成药物。

在他们的研究中，研究人员展示了他们的新化学反应是如何在室温下在15分钟内完成合成过程的，这比在反应过程中加热或冷却物质要节能得多。

Romiti蒂与波士顿学院、匹兹堡大学和法国斯特拉斯堡大学的研究人员合作开发了这种新的化学反应。Romiti的角色包括创建合成过程。

研究人员开发了他们的方法，作为合成多环聚戊烯酰化酰基间苯三酚(PPAPs)的一部分，PPAPs是一类400多种具有广泛生物活性的天然产物，包括对抗癌症，艾滋病毒，阿尔茨海默病，抑郁症，癫痫和肥胖。

Romiti和他的同事通过合成八种ppap的对映体来证明概念，其中包括nemorosonol，一种从巴西树木中提取的化学物质，其他研究人员已经证明它具有抗生素活性。

“20年来，我们都知道奈莫索醇具有抗菌作用，但到底是哪种对映体起作用呢?是一种还是两种?”Romiti说。“可能是一个版本有这个属性，而另一个没有。”

研究人员测试了他们的奈莫索醇对映体对肺癌和乳腺癌细胞系的作用，该细胞系是由德克萨斯大学西南医学中心哈蒙肿瘤治疗研究中心主任约翰·米纳博士提供的。

“我们的尼莫索诺对映体对癌细胞系有相当不错的效果，这非常有趣，只有在我们获得大量纯对映体样本进行测试的情况下才能发现。”

还需要更多的研究来证实一种奈莫索奈尔对映体是否具有抗菌作用，而另一种具有抗癌作用。

研究结果可能会在几个方面影响药物发现和转化医学。除了为可扩展和更有效的药物制造过程提供信息外，这些发现将使研究人员能够制造更有效的天然产物类似物，这些天然产物是天然产物的优化版本，它们在体内的作用方式更有效或更有选择性。

“我们开发的这个过程尽可能地对制药公司友好。对于化学家和生物学家来说，这是一种新的工具，可以研究我们可以制造的400种新的药物先导物，以及它们的类似物，并测试它们的生物活性。我们现在可以获得以前无法在实验室合成的强效天然产物。”

Romiti说，下一步将把这种新反应应用于合成除ppap外的其他种类的天然产物。今年8月，他获得了美国国立卫生研究院(NIH)下属的美国国家普通医学科学研究所(National Institute of General Medical Sciences)颁发的一项为期五年、价值195万美元的早期研究人员最大化研究奖，以继续他在这一领域的工作。