Strax norr om Antarktis och lite öster om Sydamerikas sydspets ligger Scotiahavet. Förutom glimtar av ett enstaka isberg, dessa vatten erbjuder turister lite.

Till biologer, dock, Scotiahavet har ett mångsidigt ekosystem som är en källa till läkemedel och andra terapeutiska medel. Så var fallet 2014, när upptäckten av shagene A, en förening som är effektiv mot parasitsjukdomen leishmaniasis, var rapporterad. En ny studie i Agnewandte Chemie vid Kyoto University tar bort behovet av att besöka denna avlägsna region genom att beskriva den totala syntesen av tricyklisk terpenoid.

I motsats till föräldralösa sjukdomar, som får lite uppmärksamhet eftersom patienterna är få, leishmaniasis är en av många försummade tropiska sjukdomar som drabbar en miljard människor, vanligtvis fattiga i utvecklingsländer. Enbart Leishmaniasis drabbar mer än 10 miljoner människor världen över, med ytterligare en miljon nya infektioner varje år.

Läkemedel mot sjukdomen finns tillgängliga, men vissa kräver injektion och har skadliga biverkningar. Shagene A, å andra sidan, dödar den ansvariga parasiten utan biverkningar. Problemet, enligt forskargruppschef Chihiro Tsukano, är föreningens tillgänglighet.

"Denna naturliga förening kan endast erhållas i mycket små mängder, och eftersom vårt urval har använts är ingen ytterligare forskning möjlig, "Konstaterar han.

Samma terapeutiska egenskaper gör shagene A till ett attraktivt frö för upptäckt av läkemedel, men tillsammans med dess sällsynthet, det är instabilt, förvrängd struktur gör det en utmaning att syntetisera i labbet.

Shagenes instabilitet kommer från deras överbelastade 3/6/5 tricykliska ringsystem. För att syntetisera strukturen för shagen A, laget utformade en total syntes av 21 steg som beror på tre nyckelreaktioner, var och en använder en annan övergångsmetallkatalysator. Bland dem, en var särskilt viktig, säger Yoshiji Takemoto, en annan författare till studien.

"Vi tänkte oss en katalyserad dubbelbindningsisomerisering av alkylidencyklopropan för att lindra stammen." Denna reaktion berodde på att använda ketoner som en styrande grupp, ett tillvägagångssätt som Takemoto lägger till, "har inget prejudikat."

Denna strategi gjorde det möjligt för forskarna att producera flera tricykliska ringsystem med olika substitutionsmönster, inklusive sådana som orsakar instabiliteten som ses med shagene A.

"Baserat på den etablerade syntetiska vägen, vi kunde inte bara leverera shagene A, men också medfödda. Nu, vi undersöker också fler bioaktiva föreningar för vidare utveckling av ledningar för leishmaniasis, "säger Tsukano.