Химики из Северо-Западного университета (США) установили точную трехмерную структуру двух необычных молекул, обнаруженных в пыльце ржи почти 30 лет назад. Загадочность этих соединений — секалозидов A и B — заключалась в нерешенном вопросе о хиральности: в какой именно пространственной форме существует их ключевой фрагмент. Работа опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society (JACS).
В конце 1990-х исследователи обнаружили, что экстракт ржаной пыльцы замедляет рост опухолей у животных. Ключевые молекулы удалось выделить, но определить их точную трехмерную структуру стандартными методами (в том числе ядерным магнитным резонансом) не получалось: две возможных конфигурации были зеркальными отражениями друг друга.
Хиральность — это различие молекул по принципу левой и правой перчатки: атомы соединены в том же порядке, но пространственное расположение зеркально. Биологические мишени (ферменты, рецепторы) реагируют на эти «перчатки» принципиально по-разному, поэтому точная пространственная форма крайне важна для фармакологии.
Руководитель исследования Карл Шейдт, профессор кафедры химии Северо-Западного университета, и его коллеги использовали метод тотального синтеза — пошагового создания молекулы в лаборатории с нуля. Главной трудностью стало построение редкого и высоконапряженного 10-членного кольца в центре молекулы. Авторы сначала сформировали более крупное, гибкое кольцо, а затем в одну реакцию перестроили его в нужную жесткую форму. Оба зеркальных варианта синтезировали и сравнили с натуральными образцами из ржаной пыльцы — совпал лишь один.
«Теперь мы знаем точную структуру, а это значит, что можно начать поиск активного фрагмента — той части молекулы, которая реально работает, — и делать улучшенные версии», — объяснил Шейдт.
Ряд важнейших лекарств — морфин, паклитаксел, статины — берут начало от природных молекул. Ржаной пыльце еще предстоит долгий путь до клинических испытаний, однако теперь у исследователей есть молекулярный «чертеж», без которого разработка препарата была невозможна.
Ранее были названы неочевидные привычки, повышающие риск развития рака
