Ahli kimia Yale telah mensintesis kelas unik molekul antikanker dari bryozoa untuk pertama kalinya, menandai kemajuan besar dalam bidang kimia sintetik. Dengan menggunakan pendekatan baru yang menggabungkan proses kimia strategis dan teknik penentuan struktur yang canggih, tim ini telah membuka kemungkinan baru untuk penelitian pengobatan kanker.
Hampir tiga dekade lalu, para peneliti mengidentifikasi kelompok senyawa antikanker yang berbeda dalam bryozoa, salah satu kategori hewan laut invertebrata asli perairan tropis.
Struktur kimia molekul-molekul ini, yang terdiri dari simpul cincin teroksidasi dan atom nitrogen yang padat dan sangat kompleks, telah menarik minat ahli kimia organik di seluruh dunia, yang bertujuan untuk menciptakan kembali struktur ini dari awal di laboratorium. Namun, meski sudah banyak usaha yang dilakukan, hal ini masih merupakan tugas yang sulit dilakukan. Sampai sekarang, itu saja.
Sebuah tim ahli kimia Yale, menulis di jurnal Sainstelah berhasil mensintesis delapan senyawa untuk pertama kalinya menggunakan pendekatan yang menggabungkan strategi kimia inventif dengan teknologi terkini dalam penentuan struktur molekul kecil.
“Molekul-molekul ini telah menjadi tantangan luar biasa dalam bidang kimia sintetik,” kata Seth Herzon, Ph.D.D. dari Milton Harris ’29. Profesor Kimia di Fakultas Seni dan Sains Yale dan penulis studi baru ini. “Sejumlah kelompok penelitian telah mencoba menciptakan kembali molekul-molekul ini di laboratorium, namun strukturnya sangat padat, sangat terhubung dengan rumit, sehingga hal ini tidak mungkin dilakukan. Saya telah membaca tentang upaya sintesis senyawa ini sejak saya menjadi mahasiswa pascasarjana di awal tahun 2000an.”
Bryozoa: Sumber Agen Antikanker Baru
Di alam, molekul ditemukan di beberapa bagian jenis bryozoa – hewan air kecil yang mencari makan dengan menyaring mangsa dari air melalui tentakel kecil. Para peneliti di seluruh dunia menganggap bryozoa berpotensi menjadi sumber pengobatan baru yang berharga, dan banyak molekul yang diisolasi dari bryozoa telah dipelajari sebagai agen antikanker baru. Namun, kompleksitas molekul seringkali membatasi perkembangan selanjutnya.
Tim Herzon mengamati spesies bryozoa tertentu yang disebut Securiflustra securifron.
“Kami mengerjakan molekul-molekul ini sekitar satu dekade lalu, dan meskipun kami tidak berhasil menciptakannya kembali pada saat itu, kami memperoleh wawasan tentang struktur dan reaktivitas kimianya, yang menjadi dasar pemikiran kami,” kata Herzon.
Strategi Kimia yang Inovatif
Pendekatan baru ini melibatkan tiga elemen strategis utama. Pertama, Herzon dan timnya menghindari pembuatan cincin heterosiklik reaktif, yang dikenal sebagai indole, hingga proses selesai. Cincin heterosiklik mengandung dua atau lebih unsur – dan cincin spesifik ini diketahui reaktif dan menimbulkan masalah, kata Herzon.
Kedua, para peneliti menggunakan metode yang dikenal sebagai fotosiklisasi oksidatif untuk membangun beberapa ikatan kunci dalam molekul. Salah satu fotosiklisasi ini melibatkan reaksi heterosiklik dengan oksigen molekuler, yang pertama kali dipelajari oleh Harry Wasserman dari Yale pada tahun 1960an.
Terakhir, Herzon dan timnya menggunakan analisis difraksi elektron mikrokristal (MicroED) untuk membantu memvisualisasikan struktur molekul. Herzon mengatakan metode konvensional untuk penentuan struktur tidak memadai dalam konteks ini.
Hasil dari pendekatan baru ini adalah delapan molekul sintetik baru dengan potensi terapeutik – dan potensi lebih banyak bahan kimia baru di masa depan.
“Molekul-molekul ini sangat sesuai dengan kecintaan saya pada tantangan sintetik yang kompleks,” kata Herzon, yang juga anggota Yale Cancer Center dan memegang janji temu bersama di bidang farmakologi dan radiologi terapeutik di Yale School of Medicine. “Berdasarkan berat molekul, mereka lebih sederhana jika dibandingkan dengan molekul lain yang kami pelajari di laboratorium saya. Namun dari sudut pandang reaktivitas kimia, hal ini merupakan tantangan terbesar yang pernah kita hadapi.”
Referensi: “Pendekatan fotosiklisasi oksidatif terhadap sintesis alkaloid Securiflustra securifron” oleh Brandon W. Alexander, Noah M. Bartfield, Vaani Gupta, Brandon Q. Mercado, Mark Del Campo dan Seth B. Herzon, 22 Februari 2024, Sains.
DOI: 10.1126/science.adl6163
Penulis pertama studi baru ini adalah mahasiswa pascasarjana kimia Yale, Brandon Alexander dan Noah Bartfield. Rekan penulis adalah Vaani Gupta, seorang mahasiswa pascasarjana kimia Yale; Brandon Mercado, ahli kristalografi sinar-X Yale dan dosen di Departemen Kimia; dan Mark Del Campo dari Rigaku Americas Corporation.
National Science Foundation membantu mendanai penelitian ini.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
