Inom farmakologi, inte alla molekylära strukturer skapas lika. Vissa ramar är överrepresenterade i naturen, vilket gör dem särskilt attraktiva för forskare på jakt efter effektivare läkemedel.

En sådan struktur, känd för forskare som det karbocykliska 5-8-5 smältsystemet, är notoriskt svårt att producera med konventionella laboratoriemetoder, och forskare har därför i stort sett inte kunnat utnyttja dess potentiellt breda terapeutiska potential.

Nu, en innovativ syntetisk teknik utvecklad av Florida State University -kemister kan låsa upp dessa svårfångade strukturer, öppnar dörren till en ny värld av banbrytande medicinska föreningar.

I en studie publicerad i tidskriften Kemisk vetenskap , FSU -forskare beskriver en roman, modulärt schema för att producera stora mängder av 5-8-5-ringstrukturen. En syntesprocess som en gång var exceptionellt arbets- och resurskrävande, de upptäckte, kan effektiviseras till fyra relativt enkla steg.

"Allmänheten i 5-8-5 ringsystemet inom naturprodukter fångade vår uppmärksamhet, "sade huvudförfattaren James Frederich, biträdande professor vid Institutionen för kemi och biokemi. "Vår kemi ger en attraktiv ingång till naturprodukter som har ett 5-8-5 ringsystem."

Av kemister betraktas som ett möjligt exempel på en "privilegierad byggnadsställning"-ett atomarrangemang som återkommer ofta i biologiskt aktiva föreningar-består 5-8-5-ramen av två femsidiga molekylringar som är smält till en central åttasidig ring . Denna unika arkitektur utgör kärnan i mer än 30 naturprodukter, varav flera har användbara, potentiellt terapeutiska effekter i mänskliga cellkulturer.

Befintliga metoder för att producera denna ram i ett laboratorium begränsades av opraktiskt utdragna syntesprocesser som kräver höga temperaturer och övergångsmetallkatalysatorer. Frederichs tillvägagångssätt kringgår dessa hinder. I hans system, cykliseringssubstrat-de underliggande strukturerna på vilka ringramarna är byggda-kan nås via ett enkelt tvåstegs monteringsschema. Med ett pålitligt underlag på plats, hela 5-8-5 ställningen uppnås i ett, mycket kontrollerad drift med UV -ljus som används för att främja ringbildning.

"Användningen av UV -ljus är särskilt bekvämt eftersom det undviker behovet av höga temperaturer eller dyra katalysatorer, Sa Frederich.

Frederichs strategi är en betydande förbättring av nuvarande tillvägagångssätt för 5-8-5 ringstruktursyntes. Han sa att det förenklade, högavkastande metodik kommer att hjälpa forskare när de arbetar för att bättre förstå de möjliga medicinska egenskaperna hos syntetiska produkter som bygger på ställningen 5-8-5.

Särskilt, Frederich sa att dessa föreningar kan hjälpa till att stabilisera protein-protein-interaktioner-den fysiska blandningen av proteinmolekyler som styr biologiska processer i en cell.

"Vi spekulerar i att 5-8-5 ringsystemet kan stödja en rad utformade, icke-naturliga strukturer med intressanta egenskaper i mänsklig cellkultur, "sa han." Vi förväntar oss att utnyttja denna kemi för att bygga och testa vissa strukturer som har visat sig modulera protein-protein-interaktioner. "