因斯布鲁克大学ThomasMagauer领导的化学家首次成功合成了天然产物waixenicinA。这种分子存在于软珊瑚中,由于其潜在的医疗应用而引起制药业的极大兴趣。该研究发表在美国化学学会杂志上。
软珊瑚是生物活性天然产物的丰富来源。Xenia属产生所谓的Xenia二萜类化合物,其特点是结构复杂和生物活性多样。由于其前景广阔的活动,制药公司也对它们表现出越来越大的兴趣——例如,一些Xenia二萜类化合物具有抗炎和抗癌特性。这些物质的第一批代表早在1977年就被分离出来了,但是,它们的研究范围很有限。
最大的挑战是自然资源的可用性低。许多海洋生物,包括珊瑚,基本上无法养殖。从自然界的珊瑚中大规模提取Xenia二萜类化合物将对其敏感的生态系统造成巨大损害。在实验室中产生复杂分子结构的几次尝试都失败了,迄今为止,文献中仅描述了少数结构简化修饰的合成。
离子通道抑制
2014年,ThomasMagauer团队开始了waixenicinA的合成研究。目标是针对这种天然产物制定灵活的合成策略,探索其作用方式以及药物开发潜力。
WaixenicinA是Xenia二萜类化合物的独特成员,1984年首次在哈佛医学院从夏威夷八珊瑚Antheliaedmondsoni中分离出来。2011年的初步测试表明,waixenicinA是一种选择性且高效的TRPM7离子通道抑制剂。离子通道在各种生物过程中起着至关重要的作用,包括神经信号和对热、味觉和疼痛等各种感觉的感知。
除草剂的早期工作取得了成功
Magauer的团队终于在2023年4月在实验室成功合成了waixenicinA。由于天然产物的特殊性质,合成非常具有挑战性,但最终在Magauer的团队在之前的工作中建立的高效合成策略的帮助下完成了除草剂领域。
尽管在2017年取得了早期进展和重大突破,但实验室无法获得所需的双环支架。几个不稳定的官能团以及一个紧张的九元环的存在阻止了几年的成功合成。
最终,基于除草剂Cornexistin合成的早期研究开发了一种解决方案。使用分子内闭环可以有效组装所需的分子骨架。关键双环中间体的顺序功能化允许侧链的选择性结合并完成了waixenicinA的首次合成。关键中间体的进一步多样化提供了获得另外两种Xenia双萜类化合物的途径:9-Deacetoxy-14,15-deepoxyxeniculine和XeniafaraunolA。特别有趣的是向XeniafaraunolA的转化,只需一个步骤即可完成。此步骤对生物合成和生物活性的意义尚未得到探索,因此可以保证令人兴奋的研究问题。
Magauer小组目前正在优化开发的路线,并致力于合成一个独特的物质库。与SusannaZierler的小组合作,将研究后者对TRPM离子通道的抑制作用。额外的结合研究将为了解这一迷人的天然产物家族的作用方式提供重要见解。