MENA Newswire , WASHINGTON : Para saintis di Institut Teknologi Massachusetts telah berjaya mensintesis vertikilin A, sejenis sebatian kulat kompleks yang pertama kali dikenal pasti lebih 50 tahun yang lalu dan telah lama dikenali kerana sifat anti-kansernya. Pencapaian ini menandakan sintesis makmal pertama sebatian tersebut dan menyelesaikan cabaran yang telah lama wujud dalam kimia organik yang mempunyai kajian saintifik yang terhad terhadap molekul tersebut sejak penemuannya.
Verticillin A pada asalnya diasingkan daripada kulat pada awal 1960-an dan menarik perhatian kerana aktiviti biologinya, termasuk keupayaannya untuk mengganggu pertumbuhan sel kanser. Walaupun terdapat janji awal ini, para penyelidik tidak dapat menghasilkan semula sebatian ini secara sintetik kerana seni bina molekulnya yang sangat rumit. Strukturnya hanya sedikit berbeza daripada sebatian kulat yang berkaitan, namun perbezaan halus tersebut mewujudkan halangan utama untuk memasang molekul dengan susunan tiga dimensi yang tepat yang diperlukan untuk fungsi biologinya.
Kerja yang baru dilaporkan menunjukkan bagaimana cabaran tersebut diatasi menggunakan kemajuan dalam kimia sintetik. Mohammad Movassaghi, seorang profesor kimia di MIT dan salah seorang penulis kanan kajian itu, berkata usaha itu memberikan pemahaman yang lebih jelas tentang bagaimana variasi struktur kecil boleh meningkatkan kerumitan sintetik secara mendadak. Para penyelidik membangunkan kaedah yang membolehkan mereka mengawal susunan ikatan kimia terbentuk, membolehkan pembinaan sebatian itu selepas beberapa dekad percubaan yang tidak berjaya oleh komuniti saintifik.
Ujian makmal bagi derivatif vertikilin A menunjukkan aktiviti dalam sel kanser manusia, termasuk terhadap glioma garis tengah meresap, sejenis kanser otak pediatrik yang jarang berlaku dan agresif. Glioma garis tengah meresap dicirikan oleh pilihan rawatan yang terhad dan hasil yang buruk, menjadikannya tumpuan penyelidikan yang berterusan. Penemuan ini diperoleh menggunakan sel kanser manusia yang dikultur dan mewakili keputusan eksperimen peringkat awal dan bukannya data klinikal.
Kajian ini diketuai bersama oleh Movassaghi dan Jun Qi, seorang profesor perubatan madya yang bergabung dengan Institut Kanser Dana-Farber , Pusat Kanser dan Gangguan Darah Kanak-kanak Boston , dan Sekolah Perubatan Harvard . Penemuan mereka diterbitkan dalam Journal of the American Chemical Society , salah satu jurnal yang dikaji semula oleh rakan sebaya yang terkemuka dalam bidang kimia.
Cabaran selama beberapa dekad dalam sintesis sebatian kulat diselesaikan
Pada peringkat molekul, vertikilin A terdiri daripada dua bahagian yang sama yang mesti digabungkan bersama untuk membentuk dimer dengan konfigurasi ruang yang tepat. Mencapai penjajaran yang tepat ini merupakan cabaran utama yang telah menghalang sintesis selama beberapa dekad. Menurut para penyelidik, walaupun penyimpangan kecil dalam orientasi semasa pemasangan boleh mengganggu sifat biologi sebatian, menjadikan kawalan ketat ke atas struktur tiga dimensi adalah penting.
Untuk menangani perkara ini, pasukan tersebut telah mereka bentuk proses sintetik 16 langkah yang mengawal dengan teliti bila dan bagaimana setiap ikatan kimia terbentuk. Para penyelidik telah mengubah jujukan tradisional tindak balas pembentukan ikatan dan melindungi kawasan molekul yang rapuh buat sementara waktu daripada pecah semasa peringkat kritikal. Kumpulan berfungsi tertentu sengaja dibiarkan tertutup sehingga selepas dua bahagian molekul berjaya dicantumkan, memastikan sebatian akhir menerima pakai struktur tiga dimensi yang diperlukan.
Masa tindak balas kimia terbukti kritikal
Movassaghi berkata kajian itu mengetengahkan kepentingan pemasaan dalam sintesis kimia. Dengan mengubah susunan langkah-langkah utama, para penyelidik dapat membimbing molekul ke dalam konfigurasi yang betul, satu hasil yang belum pernah dicapai sebelum ini. Pendekatan ini juga membolehkan penciptaan varian berkaitan vertikilin A, yang boleh digunakan untuk mengkaji bagaimana pengubahsuaian kimia kecil mempengaruhi aktiviti biologi.
Dengan sintesis makmal yang kini mantap, vertikilin A boleh dihasilkan dalam kuantiti yang mencukupi untuk penyiasatan saintifik yang lebih luas. Qi berkata sebatian semula jadi secara sejarahnya memainkan peranan penting dalam penemuan ubat, dan akses kepada vertikilin A yang dihasilkan secara sintetik membolehkan kajian yang lebih terperinci tentang bagaimana molekul tersebut berinteraksi dengan sel-sel kanser. Penyelidik merancang untuk mengkaji sifat-sifatnya menggunakan pendekatan bersepadu yang merangkumi kimia, biologi kimia, biologi kanser dan penyelidikan yang berfokuskan pesakit, dengan tujuan untuk meluaskan pemahaman tentang potensi peranannya dalam sains kanser.
Siaran Verticillin A disintesis buat kali pertama oleh penyelidik MIT muncul pertama kali di Lusail Media .