Pada awal 2007, bunga Northwestern University kimiawan Karl Scheidt itu tergugah ketika laut kimia Amy Wright dilaporkan dalam Journal of Natural Products bahwa senyawa alami baru yang berasal dari spons laut dalam jarang sangat efektif menghambat pertumbuhan sel kanker.
Sebagai seorang ahli kimia sintetik terpesona oleh produk-produk alam dan potensi mereka di kedokteran, Scheidt tahu apa yang harus ia lakukan: Membuat molekul yang.
Setelah enam bulan upaya intens, Scheidt, mahasiswa pascasarjana Daniel Custar dan rekan postdoctoral Thomas Zabawa berhasil membangun struktur molekul yang dilaporkan di koran. Saat itulah mereka menemukan sesuatu yang aneh dan tak terduga ketika mereka membandingkan spektrum, atau sidik jari molekul yang unik, struktur dan bahwa dari senyawa alami: Spektra tidak cocok, yang berarti bahwa struktur tidak cocok. Ada sesuatu yang salah.
Cerita ini dan bagaimana tim Northwestern memecahkan misteri dan menentukan struktur nyata dari neopeltolide, senyawa alami yang berasal dari spons laut, dilaporkan dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam edisi 23 Januari Journal of American Chemical Society (JACS) . Mengetahui struktur neopeltolide akan membantu para peneliti mempelajari cara kerja senyawa baru, yang dapat menyebabkan baru, lebih-efektif anti-kanker obat.
"Aktivitas biologis senyawa ini dilaporkan alam baru yang fantastis - 02:58 lipat lebih ampuh untuk beberapa sel kanker dari Taxol ®, obat kemoterapi umum," kata Scheidt, asisten profesor kimia di College Weinberg Seni dan Ilmu di Northwestern. (Taxol ® juga memiliki asal-usul di alam, yang telah diambil dari pohon yew Pasifik.) "Ahli kimia sintetik yang terinspirasi oleh struktur tersebut. Karena manfaat potensial untuk kesehatan manusia, ini adalah senyawa Anda ingin pergi setelah. "
Spons laut tidak bisa bergerak dan menghindari pemangsa, dan mereka tidak memiliki cakar, gigi atau duri, sehingga mereka telah mengembangkan semacam mekanisme pertahanan yang berbeda: perlindungan kimia. Spons dan / atau bakteri yang diselenggarakan oleh spons menghasilkan senyawa beracun untuk mengusir musuh. Hal ini pabrik kimia membuat spons kaya sumber produk alami yang menarik, banyak dengan membunuh sel-kemampuan.
Setelah menemukan spektrum dari molekul pertama mereka dibangun tidak sesuai spektrum senyawa alami itu, Scheidt dan timnya menghadapi dua kemungkinan - baik mereka telah melakukan sesuatu yang salah sambil membangun molekul atau struktur dilaporkan salah.
Para peneliti dua kali diperiksa metode mereka, menemukan bahwa mereka "spot on" dan menyimpulkan struktur dilaporkan salah. Yang berarti struktur yang tepat masih harus ditentukan. Custar dan Zabawa memutuskan untuk mendirikan tempat tidur di ruang komputer lab untuk mengurangi perjalanan mereka ke laboratorium dan mulai bekerja.
Sekali lagi, menggunakan bahan awal yang sederhana dan sintesis kimia yang kompleks, tim membangun molekul baru, hanya sedikit berbeda dari yang pertama. Kali ini mereka terganggu hanya dua atom karbon, membuat mereka "turun" bukan "sampai," dalam kimia berbicara. Para peneliti membandingkan spektrum ini struktur baru dengan senyawa alami, dan kali ini spektrum cocok sempurna. Hasil ini yang diterbitkan dalam artikel JACS.
Untuk membangun kompleks, Scheidt, Custar dan Zabawa menggunakan sintesis, efisien konvergen, sedikit mirip dengan bagaimana sebuah mobil yang diletakkan bersama-sama pada jalur perakitan - dengan bagian utama, seperti mesin, yang dibangun secara terpisah dan kemudian dimasukkan bersama-sama di final sepotong. "Pendekatan kami membawa tiga fragmen yang sama bersama-sama untuk membentuk keseluruhan, yang lebih baik daripada membangun dalam urutan linier," kata Scheidt. "Kami mendorong amplop dari apa yang dapat dilakukan dengan kimia organik untuk melakukannya."