德克萨斯大学达拉斯分校的一位化学家和他的同事开发出了一种新的化学反应，这种反应将允许研究人员选择性地合成自然界中发现的左旋或右旋“镜像分子”，并评估它们在治疗癌症、感染、抑郁、炎症和许多其他疾病方面的潜在用途。

研究结果非常重要，因为尽管化合物的左旋和右旋版本(对映体)具有相同的化学性质，但它们在人体中的反应方式不同。开发经济有效的方法来仅合成具有所需生物效应的版本对于药物化学至关重要。

在《科学》杂志发表的一项研究中，研究人员描述了他们的化学合成方法如何快速、高效且可扩展地生产出一种样品，该样品纯粹是镜像分子对的一种对映体，而不是两种对映体的混合物。新方法涉及在合成过程中使用新开发的催化剂将异戊烯基(由五个碳原子组成的分子)一步添加到烯酮中。

“添加异戊烯基是大自然组装这些分子的方式，但对于科学家来说，成功复制这一过程却极具挑战性，”德克萨斯大学达拉斯分校自然科学与数学学院化学与生物化学助理教授、该研究的通讯作者菲利波罗米蒂博士说。

“大自然是最好的合成化学家;她远远领先于我们。这项研究代表了我们现在可以合成大量生物活性分子并测试其治疗活性的方式的范式转变，”罗米蒂说，他也是德克萨斯州癌症预防与研究中心(CPRIT)的学者。

天然化合物是潜在新药的重要来源，但由于它们通常只以微量存在，科学家和制药公司必须开发方法来合成大量化合物以在实验室中测试或制造成药物。

在他们的研究中，研究人员展示了如何结合他们的新化学反应，在室温下约15分钟内完成合成过程，这比在反应过程中显著加热或冷却物质更节能。

罗米蒂与波士顿学院、匹兹堡大学和法国斯特拉斯堡大学的研究人员合作开发了这一新化学反应。罗米蒂的职责包括创建合成工艺。

研究人员开发了这种方法，作为合成多环聚异戊二烯基酰基间苯三酚(PPAP)的努力的一部分，PPAP是一类超过400种天然产物，具有广泛的生物活性，包括对抗癌症、艾滋病毒、阿尔茨海默病、抑郁症、癫痫和肥胖症。

Romiti和他的同事通过合成八种PPAP的对映体证明了这一概念，其中包括nemorosonol，一种从巴西树木中提取的化学物质，其他研究人员已证明其具有抗生素活性。

“20年来，我们都知道奈莫罗索诺尔具有抗菌作用，但哪种对映体才是抗菌剂呢?是其中一种还是两种?”罗米蒂说。“可能一种版本具有这种特性，而另一种版本没有。”

Romiti和他的同事们用德克萨斯大学西南医学中心哈蒙治疗肿瘤研究中心主任约翰·米纳博士提供的肺癌和乳腺癌细胞系测试了他们的nemorosonol对映体的效果。

“我们的nemorosonol对映体对癌细胞系有相当不错的效果，”Romiti说。“这非常有趣，只有当我们能够获得大量纯对映体样本进行测试时才能发现这一点。”

罗米蒂表示，还需要进行更多的研究来确认是否一种奈莫罗索诺尔对映体具有特殊的抗菌作用，而另一种则具有抗癌作用。

研究结果可能以多种方式影响药物发现和转化医学。除了为可扩展且更高效的药物制造工艺提供信息外，研究结果还将使研究人员能够更高效地制造天然产物类似物，这些类似物是天然产物的优化版本，在体内的作用方式上更有效或更具选择性。

“我们开发这一工艺是为了尽可能地方便制药公司，”罗米蒂说。“对于化学家和生物学家来说，这是一种新工具，可以研究我们可以制造的400种新药线索及其类似物，并测试它们的生物活性。我们现在可以获得以前无法在实验室合成的强效天然产物。”

罗米蒂表示，下一步他们将把这种新反应应用于除PPAP之外的其他类别天然产品的合成。

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