Science：一种神奇的抗癌分子！耶鲁大学首次合成了这种独特的分子

近30年前，科学家们在苔藓虫家族中发现了一类独特的抗癌分子。苔藓虫是热带水域中发现的一种海洋无脊椎动物。这些分子的化学结构由氧化环和氮原子组成的密集、高度复杂的结，吸引了全世界有机化学家的兴趣，他们的目标是在实验室里从头开始重建这些结构。然而，尽管作出了相当大的努力，它仍然是一项难以实现的任务。

　　

近30年前，科学家们在苔藓虫（bryozoans）家族中发现了一类独特的抗癌分子，苔藓虫是热带水域中发现的一种海洋无脊椎动物。

这些分子的化学结构是由氧化环和氮原子组成的密集、高度复杂的结（knot）结构，吸引了全世界有机化学家的兴趣，研究人员的目标是在实验室里从头开始重建这些结构。然而，尽管作出了相当大的努力，它仍然是一项难以实现的任务。直到现在。

耶鲁大学的一个化学家团队在《科学》(Science)杂志上发表文章称，他们首次成功地合成了其中的8种化合物，这种方法将创造性的化学策略与小分子结构测定的最新技术相结合。

“这些分子一直是合成化学领域的一项重要挑战，一些研究小组试图在实验室中重建这些分子，但它们的结构太密集，连接太复杂，这是不可能的。自本世纪初我还是一名研究生以来，我一直在阅读有关合成这些化合物的文献。”耶鲁大学文理学院教授、这项新研究的通讯作者Seth Herzon说。

在自然界中，这种分子存在于某些苔藓虫中，苔藓虫是一种小型水生动物，通过微小的触手从水中过滤猎物。全世界的研究人员都认为苔藓虫是一种潜在的有价值的新药物来源，从苔藓虫中分离出的许多分子已被研究为新的抗癌药物。然而，分子的复杂性往往限制了它们的进一步发展。

Herzon的团队研究了一种叫做Securiflustra securifrons的特殊苔藓虫。

“我们大约在十年前就研究过这些分子，尽管当时我们没有成功地重建它们，但我们对它们的结构和化学反应性有了深入的了解，这启发了我们的想法，”Herzon说。

新办法涉及三个关键的战略要素。首先，Herzon 和他的团队在整个过程的最后阶段才开始构建反应性杂环（即吲哚）。Herzon 说，杂环包含两个或两个以上的元素，而这种特定的环是众所周知的反应性环，会产生问题。

其次，研究人员使用氧化光循环的方法来构建分子中的一些关键键。其中一种光合作用涉及杂环与分子氧的反应，这是耶鲁大学的Harry Wasserman在20世纪60年代首次研究的。

最后，Herzon和他的团队使用微晶体电子衍射(MicroED)分析来帮助可视化分子的结构。Herzon说，在这种情况下，传统的结构测定方法是不够的。

新方法的结果是产生了8种具有治疗潜力的新合成分子，并有望产生更多新的化学物质。

“这些分子正中我对复杂合成挑战的下怀，”Herzon说，“就分子量而言，它们与我们实验室研究的其他分子相比并不算大。但从化学反应性的角度来看，它们是我们所面临的最大挑战之一"。

美国国家科学基金会资助了这项研究。