化学家们创造了一种突破性的化学反应，使研究人员能够选择性地生产自然界中发现的“镜像分子”的左手或右手变体。这一进展可能会在治疗癌症、感染、抑郁、炎症以及各种其他健康状况方面带来重要应用。
德克萨斯州达拉斯大学的研究人员开发了一种新颖的化学反应，使他们能够选择性地合成“镜像分子”的左手或右手版本。这可能为癌症、感染、抑郁、炎症及许多其他疾病的新治疗方案打开了大门。
这一发现至关重要，因为化学化合物的左手和右手版本，称为对映体，具有相同的化学特性，但在人体内的表现却截然不同。找到经济高效的方法来生产表现出特定生物效应的版本对于药物化学至关重要。
在他们于10月11日发表在《科学》杂志上的研究中，研究人员解释了他们的合成技术如何快速有效地创建一种对映体的纯样品，避免获取混合的普遍问题。这一新方法通过一种新设计的催化剂，采用一步法将含有五个碳原子的普瑞基团添加到烯酮上。
“在自然界中，分子是通过普瑞基团组装的，但在实验室中复制这一过程一直面临重大挑战，”德克萨斯州达拉斯大学化学与生物化学助理教授、该研究的主要作者菲利浦·罗梅蒂博士说道。
“自然是终极的合成化学家；她远远领先于我们。这项研究标志着我们合成大量生物活性分子用于治疗测试能力的重大转变，”罗梅蒂补充道，他还是德克萨斯州癌症预防与研究研究所（CPRIT）的学者。
自然存在的物质提供了许多潜在的新药物选择。然而，由于它们通常存在于非常有限的数量，科学家和制药公司需要创造合成方法来增加它们在实验室测试或药物生产中的可用量。
研究人员表明，他们的新反应可以在约15分钟内在室温下完成合成，使其比需要大量加热或冷却的过程更具能效。
罗梅蒂与波士顿学院、匹兹堡大学和法国斯特拉斯堡大学的科学家合作，开发这一化学反应，专注于创建合成过程。
他们的研究旨在合成多环多普瑞基酰基氟罗戈克金醇（PPAPs），这是一类超过400种的天然化合物，以其广泛的生物活性而闻名，包括抗癌、抗HIV、阿尔茨海默病、抑郁症、癫痫和肥胖症。
罗梅蒂和他的团队通过合成八种PPAP的对映体提供了概念验证，其中一种是从巴西树木中提取的氟罗戈克金醇，其抗生素特性得到了其他研究人员的认可。
“二十年来，我们知道氟罗戈克金醇具有抗微生物效应，但我们需要确定哪个对映体负责——是一个还是两个？”罗梅蒂指出。“有可能一种形式具备这一特性，而另一种则没有。”
罗梅蒂及其同事 examined 他们的氟罗戈克金醇对映体与德克萨斯州西南医学中心哈蒙治疗肿瘤研究中心主任约翰·米纳博士提供的肺癌和乳腺癌细胞系进行了比较。
“我们的氟罗戈克金醇对映体对癌细胞系显示出良好的效果，”罗梅蒂提到。“这是一个重要的发现，能够进行测试的纯对映体样品使这一发现成为可能。”
进一步的研究是必要的，以确定其中一种特定的氟罗戈克金醇对映体是否具有抗微生物特性，而另一种则是抗癌的。
这项研究的结果可能在多个重要方面彻底改变药物发现和转化医学。除了增强可扩展和高效的药物制造外，这些见解还将帮助研究人员创造更有效或在体内作用更具选择性的天然药物的改进版本。
“我们设计这一过程以尽可能便于制药应用，”罗梅蒂表示。“现在，化学家和生物学家拥有了一种新的工具，可以探索400种潜在药物候选物及其类似物，以研究它们的生物影响。我们现在可以合成之前无法在实验室获得的强效天然药物。”
展望未来，罗梅蒂计划将这一新反应应用于合成超过PPAP的其他类别的天然产品。在八月，他获得了来自国立卫生研究院（NIH）国家普通医学科学研究所的五年195万美元的早期阶段研究人员最大化研究奖，以进一步拓展他在该领域的研究。
除了CPRIT之外，这项研究还得到了国家科学基金会和NIH（拨款2R35GM130395，2R35GM128779）的支持，共同通讯作者和化学教授包括匹兹堡大学的刘鹏博士和波士顿学院的阿米尔·霍维达博士。
