En las profundidades del mar, las esponjas de la familia Agelas, o las bacterias que viven dentro de las esponjas, los productos químicos que emiten les ayuda a defender su territorio. Estos productos químicos, llamados agelastatins, también han demostrado la capacidad de matar células cancerosas. Por esa razón, los químicos han estado tratando de encontrar la manera de sintetizar agelastatins en el laboratorio desde las sustancias químicas fueron descubiertas en 1993.
Los químicos del MIT, dirigido por el Profesor Asociado Mohammad Movassaghi, recientemente descubierto y la forma más productiva más corta para sintetizar las seis de la agelastatins conocido. El equipo, que también incluye a los estudiantes se gradúen Dustin Siegel y Han Sunkyu, describió el nuevo método en la edición en línea 16 de agosto de la revista Ciencias Químicas.
"Síntesis muy elegante Movassaghi demuestra una agradable escalable, la preparación de varios gramos de todos los agelastatins conocido", dice Tadeusz Molinski, el químico que aisló por primera vez agelastatins C y D, la tercera y cuarta agelastatins descubrió, en 1998. Molinski, un profesor de química en la Universidad de California en San Diego, dice que la nueva síntesis permitirá a los investigadores para producir suficiente cantidad de los compuestos para probarlos como medicamentos contra el cáncer.
Agelastatins Se ha demostrado que inhibe la proliferación de células cancerosas al interferir con la división celular. También reprimir una enzima conocida como glucógeno sintasa quinasa-3, un blanco potencial para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer y los trastornos bipolares.
"Ellos tienen una gama muy amplia de la actividad biológica", dice Movassaghi. "Las esponjas no están interesados en tratar el cáncer o el Alzheimer, pero el agelastatins son potentemente activa en su perjuicio."
Los científicos especulan que las esponjas, o las bacterias que viven en simbiosis con ellos, agelastatins liberación en su ambiente acuoso para advertir a otras especies no esponja para colonizar el área.
Copia de la naturaleza
Agelas esponjas, que se han encontrado en el Mar del Coral y el Océano Índico, son difíciles de obtener, lo que los investigadores han tenido problemas para generar agelastatin suficiente para hacer experimentos a gran escala en las células cancerosas. Desde que fueron descubiertos por primera vez, los químicos han informado acerca de una docena de maneras de producir uno o más de los compuestos, pero ninguno de los químicos han sido capaces de producir los seis. El equipo del MIT puede hacerlo, y en cantidades relativamente grandes - un gramo por la reacción de proceso por lotes.
La reacción comienza con un material comúnmente disponibles de partida, el ácido aspártico. La síntesis requiere siete pasos para producir agelastatin A, el primero descubierto y más potente de los compuestos. Agelastatin A continuación, se puede convertir en agelastatins B, C o E. La síntesis también se puede modificar ligeramente para producir D, que luego pueden ser convertidos a F.
En el diseño de su síntesis, Movassaghi, Siegel y Han tratado de imitar la forma en que creen que las esponjas producen naturalmente agelastatins.
Cada agelastatin contiene cuatro anillos, conocido como A, B, C y D, y la mayoría de los químicos han utilizado síntesis en el que las formas anillo C antes de que el anillo B. El equipo del MIT formó primero el anillo B, y el anillo C pasado. El anillo C es el único anillo hechos exclusivamente con átomos de carbono (las otras contienen al menos un átomo de nitrógeno), y es donde todos los cuatro de estereocentros de la molécula se encuentran. (Estereocentros son átomos en torno al cual la molécula puede tener diferentes orientaciones en tres dimensiones.)
Otros químicos habían teorizado que la síntesis biológica de los precursores agelastatins usaría con un átomo de carbono deficiente en electrones en la posición de carbono cuarto y un átomo de carbono que quiere compartir sus electrones en la octava posición. Movassaghi cambiado esas características.
Para demostrar si esponjas hacer la misma serie de pasos, más experimentos son necesarios. Los investigadores podrían etiqueta de los precursores con las etiquetas de isótopos, los dará a las esponjas y seguir cuando las etiquetas isotópica terminan. Aunque algunos de los pasos de la síntesis de Movassaghi requieren altas temperaturas o condiciones ácidas, las mismas reacciones pueden ocurrir en condiciones biológicas si catalizadas por enzimas.
laboratorio Movassaghi ahora está colaborando con los investigadores en la academia y la industria para probar la actividad biológica de los compuestos, con un énfasis en su actividad anti-cáncer. Usando la nueva síntesis, los investigadores deberían ser capaces de producir con facilidad variantes que no se encuentra en la naturaleza que podría tener efectos aún más poderosa, dice Movassaghi. La síntesis también debe proporcionar un buen punto de partida para la posible producción futura a gran escala, debe haber una necesidad, dice.
