Gli antibiotici scoperti nel suolo di un vulcano del Camerun mezzo secolo fa sono stati finalmente ricreati in laboratorio dai ricercatori giapponesi, offrendo agli scienziati medici un nuovo potenziale farmaco nella lotta contro le infezioni.
Nel 1974, il chimico tedesco Axel Zeeck e il suo collega turco Mithat Mardin hanno dimostrato che i pigmenti rossi prodotti dal batterio Streptomyces arenae hanno proprietà antimicrobiche, rendendoli un materiale attraente per i farmacologi.
Sintetizzare i composti potenzialmente utili noti come – e -nafthociclinone in quantità utili si è rivelato una sfida. Solo ora i ricercatori dell’Istituto di Scienze di Tokyo sono riusciti a portare a termine il compito, utilizzando un approccio noto come analisi retrosintetica.
Come si può intuire dal nome, si tratta di lavorare all’indietro da una molecola target per capire i suoi blocchi di costruzione di base. È un po’ come smontare una macchina complessa nei suoi componenti, parti che sono più facili da capire e assemblare.
Il team ha iniziato con -nafthociclinone, poiché -nafthociclinone può essere considerato una variazione. Come molte molecole grandi, una combinazione di unità molecolari più semplici ha servito come punto di partenza per la costruzione del composto.
Guidati dalla loro ricetta retrosintetica e applicando una serie di metodi chimici avanzati, i ricercatori hanno trovato un percorso che ha permesso loro di posizionare i pezzi con precisione e legarli in modo che non ne influenzasse la funzione.
Il momento della verità è arrivato confrontando gli esatti arrangiamenti atomici in 3D, o in termini scientifici, gli spettri di dicromismo circolare, dei composti sintetizzati con quelli creati dalla natura nel vulcano.
Gli spettri di dicromismo circolare dei nostri composti sintetizzati erano identici a quelli di quelli naturali, implicando che la configurazione assoluta delle molecole sintetiche e naturali fosse la stessa, dice il chimico Yoshio Ando dell’Istituto di Scienze di Tokyo.
Questi metodi hanno finalmente permesso ai ricercatori di sintetizzare -nafthociclinone con un rendimento di almeno il 70 percento. Hanno poi utilizzato un altro processo chimico, la lattionizzazione ossidativa, per produrre -nafthociclinone con un rendimento dell’87 percento.
I due composti sono simili, ma -nafthociclinone ha alcuni extra aggiunti. Sintetizzare gli antibiotici in laboratorio potrebbe consentire di produrli in quantità maggiori per uso medico e di ricerca: non c’è bisogno di fare viaggi regolari di ritorno a un vulcano, ad esempio.
Inoltre, i ricercatori ritengono che gli approcci attentamente calibrati utilizzati qui possano essere utilizzati anche in studi futuri, in particolare nella sintesi di altri composti con strutture simili.
Ulteriori sforzi in questa direzione sono già in corso nel nostro laboratorio, dice Ando. La ricerca è stata pubblicata in Angewandte Chemie International Edition.
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