In de farmacologie, niet alle moleculaire structuren zijn gelijk geschapen. Sommige kaders zijn oververtegenwoordigd in de natuur, waardoor ze vooral aantrekkelijk zijn voor wetenschappers die op zoek zijn naar effectievere medicijnen.

Een dergelijke structuur, bij wetenschappers bekend als het carbocyclische 5-8-5 gefuseerde ringsysteem, is notoir moeilijk te produceren met conventionele laboratoriummethoden, en onderzoekers zijn daarom grotendeels niet in staat geweest om het potentieel brede therapeutische potentieel ervan aan te boren.

Nutsvoorzieningen, een innovatieve synthetische techniek ontwikkeld door chemici van de Florida State University zou deze ongrijpbare structuren kunnen ontsluiten, de deur openen naar een nieuwe wereld van geavanceerde medicinale verbindingen.

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Chemische Wetenschappen , FSU-onderzoekers beschrijven een roman, modulair schema voor het produceren van grote hoeveelheden van de 5-8-5 ringstructuur. Een syntheseproces dat ooit uitzonderlijk arbeids- en hulpbronnenintensief was, ze kwamen erachter, kan worden gestroomlijnd in vier relatief eenvoudige stappen.

"De alomtegenwoordigheid van het 5-8-5 ringsysteem in natuurlijke producten trok onze aandacht, " zei hoofdauteur James Frederich, een assistent-professor bij de afdeling Scheikunde en Biochemie. "Onze chemie biedt een aantrekkelijk ingangspunt voor natuurlijke producten met een 5-8-5 ringsysteem."

Door chemici beschouwd als een mogelijk voorbeeld van een "geprivilegieerde scaffold" - een atomaire rangschikking die vaak voorkomt in biologisch actieve verbindingen - bestaat het 5-8-5-raamwerk uit twee vijfzijdige moleculaire ringen die zijn gefuseerd aan een centrale 8-zijdige ring . Deze unieke architectuur vormt de kern van meer dan 30 natuurlijke producten, waarvan een aantal nuttige, potentieel therapeutische effecten in menselijke celculturen.

Bestaande methoden om dit raamwerk in een laboratorium te produceren, werden beperkt door onpraktisch langdurige syntheseprocessen die hoge temperaturen en overgangsmetaalkatalysatoren vereisten. Frederichs benadering omzeilt deze hindernissen. In zijn systeem cyclisatiesubstraten - de onderliggende structuren waarop de ringframes zijn gebouwd - zijn toegankelijk via een eenvoudig montageschema in twee stappen. Met een betrouwbaar substraat op zijn plaats, de volledige 5-8-5-steiger wordt in één gerealiseerd, zeer gecontroleerde werking met UV-licht dat wordt gebruikt om ringvorming te bevorderen.

"Het gebruik van UV-licht is bijzonder handig omdat het de noodzaak van hoge temperaturen of dure katalysatoren vermijdt, ' zei Frederik.

De strategie van Frederich is een significante verbetering ten opzichte van de huidige benaderingen van 5-8-5 ringstructuursynthese. Hij zei de vereenvoudigde, hoogproductieve methodologie zal wetenschappers helpen bij het beter begrijpen van de mogelijke geneeskrachtige eigenschappen van synthetische producten die zijn gebouwd op de 5-8-5-steiger.

Vooral, Frederich zei dat deze verbindingen kunnen helpen bij het stabiliseren van eiwit-eiwit-interacties - de fysieke vermenging van eiwitmoleculen die biologische processen in een cel regelen.

"We speculeren dat het 5-8-5 ringsysteem een ​​reeks ontworpen, niet-natuurlijke structuren met interessante eigenschappen in menselijke celcultuur, " zei hij. "We verwachten deze chemie te gebruiken om bepaalde structuren te bouwen en te testen waarvan is aangetoond dat ze eiwit-eiwitinteracties moduleren."