Ao princípio de 2007, o interesse de Karl Scheidt do químico da Universidade Northwestern piqued quando o químico marinho Amy Wright relatou no Jornal de Produtos Naturais que um composto natural novo derivado de uma esponja do alto mar rara era extremamente eficaz no crescimento de inibição da célula cancerosa.
Como um químico do synthetic fascinado por produtos naturais e seu potencial na medicina, Scheidt conheceu o que teve que fazer: Faça essa molécula.
Após seis meses do esforço intenso, Scheidt, o aluno diplomado Daniel Custar e o companheiro pos-doctoral Thomas Zabawa construíram com sucesso a estrutura molecular relatada no papel. Isso é quando descobriram algo estranho e inesperado quando compararam os espectros, ou impressões digitais moleculars originais, de sua estrutura e daquela do composto natural: Os espectros não combinaram, que significaram que as estruturas não combinaram. Algo era errado.
Esta história e como a equipe Do Noroeste resolveu o mistério e determinou a estrutura real do neopeltolide, o composto natural derivado da esponja marinha, é relatada em um papel publicado na introdução do 23 de janeiro do Jornal da Sociedade de Produto Químico Americano (JACS). Conhecer a estrutura dos neopeltolide ajudará pesquisadores a aprender como os trabalhos compostos novos, que poderiam conduzir às drogas anticancerosas novas, mais-eficazes.
“A actividade biológica relatada deste composto natural novo era fantástica -- dois a três ordens de grandeza mais poderosos para algumas células cancerosas do que Taxol®, uma droga comum da quimioterapia,” disse Scheidt, professor adjunto da química na Faculdade de Weinberg das Artes e das Ciências em Do Noroeste. (Taxol® igualmente tem suas origens na natureza, sendo extraído do teixo Pacífico.) “Os químicos Sintéticos são inspirados por tais estruturas. Devido aos benefícios potenciais à saúde humana, estes são os compostos que você quer ir em seguida.”
As esponjas Marinhas não podem mover e escapar predadores, e não têm garras, dentes ou penas, assim que desenvolveram um tipo diferente do mecanismo de defesa: protecção química. A esponja e/ou as bactérias hospedadas pela esponja produzem compostos venenosos para defender fora inimigos. Esta fábrica química faz a esponjas fontes ricas dos produtos naturais interessantes, muitos com capacidades da pilha-matança.
Após ter descoberto o espectro de sua primeira molécula construída não combinou o espectro do composto natural, Scheidt e sua equipe enfrentou duas possibilidades -- qualquer um tinham feito algo erradamente quando construir a molécula ou a estrutura foi relatada incorrectamente.
Os pesquisadores verificaram novamente seus métodos, encontrados eram “ponto em” e concluiam a estrutura foram relatados incorrectamente. Qual significou a estrutura direita ainda necessário ser determinado. Custar e Zabawa decidiram estabelecer um berço na sala de computador do laboratório reduzir no seu comutam ao laboratório e ajustam-se para trabalhar.
Além Disso, usando materiais começar simples e a síntese química complexa, a equipe construiu uma molécula nova, apenas ligeira diferente da primeira. Esta vez molestaram apenas dois átomos de carbono, fazendo os “para baixo” em vez de “acima,” no químico fale. Os pesquisadores compararam o espectro desta estrutura nova com o aquele do composto natural, e esta vez os espectros combinaram perfeitamente. Estes resultados são aqueles publicados no artigo de JACS.
Para construir o composto, Scheidt, Custar e Zabawa usaram uma síntese eficiente, convergente, um bit aparentado a como um carro é unido sobre uma cadeia de fabricação -- com maiores parte, como o motor, construído separada e unido então na parte final. “Nossa aproximação traz três fragmentos iguais junto para formar o todo, que é melhor do que a construção em uma seqüência linear,” disse Scheidt. “Nós empurramos o envelope do que pode ser feito com química orgânica para a fazer.”