Cientistas recriaram uma molécula antibiótica encontrada em uma cratera vulcânica: WebCuriosos
Antibióticos descobertos no solo de um Vulcão dos Camarões há meio século foram finalmente submetidos a engenharia reversa por pesquisadores japoneses, dando aos cientistas médicos um novo medicamento potencial na luta contra infecções.
Em 1974, o químico alemão Axel Zeeck e seu colega turco Mithat Mardin mostraram pigmentos vermelhos produzidos pela bactéria Streptomyces arenae têm propriedades antimicrobianastornando-os um material atraente para os farmacologistas mexerem.
Sintetizar os compostos potencialmente úteis conhecidos como β- e γ-naftociclinona em quantidades úteis provou ser um desafio. Freqüentemente, é necessária alguma tentativa e erro para descobrir as reações químicas necessárias, embora a complexidade das naftociclinonas torne-as difíceis de criar sem a introdução de uma grande variedade de subprodutos ao longo do caminho.
Só agora tenho rPesquisadores do Instituto de Ciência de Tóquio conseguiram realizar o trabalho, usando uma abordagem conhecida como análise retrossintética.
Como você pode imaginar pelo nome, envolve trabalhar de trás para frente a partir de uma molécula alvo para descobrir seus blocos de construção básicos. É um pouco como dividir uma máquina complexa em seus componentes – peças que são mais fáceis de entender e montar.
A equipe começou com a β-naftociclinona, pois a γ-naftociclinona pode ser considerada uma variação. Como muitas moléculas grandes, uma combinação de unidades moleculares mais simples serviu de ponto de partida para a construção do composto.
Unindo as duas unidades está uma molécula complexa chamada biciclo[3.2.1]octadienona, embora seja mais fácil falar do que fazer colocar o produto químico na posição perfeita sem alterar os outros componentes ou criar um produto totalmente diferente.
Guiados por sua receita retrossintética e aplicando uma série de métodos químicos avançados, os pesquisadores encontraram um caminho que lhes permitiu posicionar as peças com precisão e uni-las de uma forma que não afetasse sua função.
O momento da verdade chegou ao comparar os arranjos exatos dos átomos em 3D – ou em termos científicos, o dicroísmo circular espectros – dos compostos sintetizados com aqueles criados pela natureza no vulcão.
“Os espectros de dicroísmo circular dos nossos compostos sintetizados eram idênticos aos dos que ocorrem naturalmente, o que implica que a configuração absoluta das moléculas sintéticas e naturais era a mesma,” diz químico Yoshio Ando, do Instituto de Ciência de Tóquio.
Esses métodos finalmente permitiram que os pesquisadores sintetizassem a β-naftociclinona com um rendimento de pelo menos 70% (ou seja, 70% da quantidade máxima esperada, dados os materiais de partida).
Eles então usaram outro processo químico, a lactonização oxidativa, para produzir γ-naftociclinona com um rendimento de 87%. Os dois compostos são semelhantes, mas a γ-naftociclinona tem alguns extras adicionais.
Sintetizar os antibióticos em laboratório poderia produzi-los em maiores quantidades para uso médico e de pesquisa: não há necessidade de fazer viagens regulares de volta a um vulcão, por exemplo. Além do mais, os investigadores pensam que as abordagens cuidadosamente calibradas que utilizaram aqui também podem ser utilizadas em estudos futuros – particularmente na síntese de outros compostos com estruturas semelhantes.
“Outros esforços nesse sentido já estão em andamento em nosso laboratório”, diz Endo.
A pesquisa foi publicada em Edição Internacional de Química Aplicada.
