Революційний крок у боротьбі з інфекційними захворюваннями: вчені відтворили молекулу антибіотика, знайдену в кратері вулкана.

Вченим знадобилося півстоліття, щоб відтворити антибіотик, який раніше було виявлено в ґрунті вулканічної місцевості.

Півстоліття тому в надрах вулкана Камерун дослідники знайшли природний антибіотик. У 1974 році німецький хімік Аксель Цек разом із турецьким колегою Мітхатом Мардіном довели, що червоні пігменти, які продукує бактерія Streptomyces arenae, володіють антимікробними властивостями. Це відкриття привернуло увагу фармакологів і стало основою для подальших досліджень, повідомляє Science Alert.

На жаль, відтворити молекулу антибіотика виявилося не так вже й просто -- вченим знадобилося півстоліття, щоб нарешті реверсивно створити новий потенційний препарат для боротьби з інфекцією. Зазначимо, що синтез потенційно корисних сполук, також відомих як β- і γ-нафтоциклінони, в корисних кількостях виявився непростим завданням.

У Фокус. Технології тепер має власний Telegram-канал! Підписуйтеся, щоб бути в курсі найактуальніших і найцікавіших новин з наукового світу!

Група дослідників з Токійського наукового інституту повідомляє, що їм довелося пройти через численні спроби та помилки, щоб визначити потрібні хімічні реакції. Вчені також підкреслюють, що складність нафтоциклінонів ускладнює їх синтез без утворення значної кількості побічних продуктів під час процесу. Проте, завдяки застосуванню методу, відомого як ретросинтетичний аналіз, їм вдалося досягти успіху.

Як можна припустити, методологія, яку застосовують науковці, передбачає зворотний підхід: від цільової молекули до виявлення її ключових складових. Автори роботи підкреслюють, що їхнє дослідження розпочалося з β-нафтоциклінону, оскільки γ-нафтоциклінон можна розглядати як його варіацію. Як і багато інших великих молекул, поєднання простіших молекулярних елементів стало основою для створення цієї сполуки.

Дослідники використали ряд інноваційних хімічних технік, що дозволили їм виявити метод, який забезпечує точною організацію частин і їх з'єднання без негативного впливу на функціональність. Наступним етапом стало порівняння точного тривимірного розташування атомів сполук, які вони синтезували, з тими, що були створені природою у вулканічних умовах.

За словами співавтора дослідження, хіміка Йошидо Андо, результати вказують на те, що спектри кругового дихроїзму наших синтезованих сполук були ідентичні спектрам природних сполук -- простими словами, конфігурація синтетичних і природних молекул була ідентичною. У результаті команда змогла синтезувати β-нафтоциклін з виходом не менше 70%, висновки вчених опубліковані в журналі Angewandte Chemie International Edition.

На черговому етапі дослідники застосували альтернативний хімічний метод, відомий як окислювальна лактонізація, що дозволило їм досягти виходу γ-нафтоциклінону на рівні 87%. Варто зазначити, що хоча ці дві сполуки мають подібні характеристики, γ-нафтоциклінон володіє певними додатковими перевагами.

Науковці підкреслюють, що лабораторний синтез антибіотиків є вражаючим досягненням, оскільки його можна адаптувати для масштабного виробництва та застосовувати у медицині та наукових дослідженнях. Тепер вченим не потрібно більше регулярно повертатися до вулканічних джерел для видобутку антибіотиків.

Не так давно Фокус повідомляв, що дослідники виявили в людському організмі численні потенційні антибіотики.