science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een antibioticum dat zich voordoet als een natuurlijke verbinding in de gigantische Madeiraanse squill

De chemische verbinding die de onderzoekers dachten ontdekt te hebben (links) – en wat ze werkelijk hadden gevonden (rechts). Krediet:Luke Robertson

Een eerdere studie heeft aangetoond dat een soort squill die op Madeira groeit, een chemische verbinding produceert die nuttig kan zijn als medicijn. Maar een nieuwe studie van onderzoekers van de Universiteit van Uppsala heeft aangetoond dat dit waarschijnlijk niet waar is:in plaats daarvan, de plant had waarschijnlijk antibiotica verzameld uit verontreinigde grond.

Alle chemische verbindingen in de natuur worden opgebouwd door middel van biosynthese, een proces waarbij planten, dieren en micro-organismen produceren complexe verbindingen uit eenvoudigere structuren. Sommige hiervan worden geproduceerd met als doel het organisme te beschermen, bijv. de giftige stoffen die door planten worden geproduceerd om herbivoren te vergiftigen. De gebieden van farmacognosie en chemie van natuurlijke producten zijn gericht op het halen van deze verbindingen uit de natuur en het hergebruiken ervan voor gebruik in de menselijke geneeskunde.

Vandaag, we weten vrij veel over biosynthese binnen verschillende organismen. Met behulp van deze kennis, we kunnen zelfs voorspellen welke soorten chemische verbindingen we in de natuur verwachten te vinden - en welke niet.

Deze kennis leidde Luke Robertson, postdoctoraal fellow tussen de vakgroep Ecologie en Genetica en de vakgroep Medicinale Chemie, om de voorgestelde structuur van een chemische verbinding die in de Madeira-zeemeeuw is ontdekt (Scilla madeirensis, asperges). Een eerdere studie had gemeld dat een verbinding die door de plant wordt geproduceerd, nuttig kan zijn voor de behandeling van prostaathyperplasie. Maar de structuur van de verbinding zag er vreemd uit:het paste bij geen enkele bekende biosyntheseroute. Nader onderzoek leidde Robertson tot de conclusie dat de onderzoekers niet alleen de chemische structuur verkeerd hadden geïdentificeerd, maar dat ze een stof hadden gevonden die helemaal niet door de plant werd geproduceerd. Ze hadden een synthetisch antibioticum ontdekt:sulfadiazine.

"De tools die we gebruiken om de structuren van organische verbindingen te identificeren, kunnen complex zijn; we stoppen niet alleen gegevens in een computer en spuugt dan een chemische structuur naar ons terug. Het is als het oplossen van een raadsel - en twee mensen kunnen verschillende antwoorden op hetzelfde raadsel", zei Luke Robertson.

Maar waar kwam het sulfadiazine vandaan? Hoewel de verbinding duidelijk vanuit de plant geïsoleerd was, we weten dat sulfadiazine synthetisch is; dat is, alleen door mensen geproduceerd. De enige redelijke verklaring, volgens Robertson, is dat het medicijn de plant en de omgeving had besmet door vervuilde kunstmest. Sulfadiazine wordt veel gebruikt in de veehouderij en het is bekend dat het via dierlijke mest in het milieu wordt verspreid. De verbinding bouwt zich vervolgens op in de grond en wordt later opgehoopt in planten.

"Het is ongelooflijk belangrijk dat we chemische structuren correct identificeren. Geneesmiddelenbedrijven dreigen miljoenen te verliezen door een verbinding te ontdekken die mogelijk als medicijn voor mensen kan worden gebruikt, maar dan patenteren op de verkeerde chemische structuur. Als een ander bedrijf dit uitzoekt, ze kunnen het patent op de verbindingen effectief 'stelen'.