اكتشف باحثون يابانيون أخيرًا، بعد هندسة عكسية، مضادات حيوية تم اكتشافها في تربة بركان كاميروني قبل نصف قرن، مما يمنح العلماء الطبيين دواءً محتملاً جديدًا في مكافحة العدوى.

في عام 1974، أظهر الكيميائي الألماني أكسل زيك وزميله التركي ميثات مردين أن الأصباغ الحمراء التي تنتجها بكتيريا [[LINK3]]ستربتوميسيس أرينا [[LINK3]]تتمتع بخصائص مضادة للميكروبات، مما يجعلها مادة جذابة للصيادلة للتلاعب بها.

وقد ثبت أن تصنيع المركبات المفيدة المحتملة المعروفة باسم β- و γ-naphthocyclinone بكميات مفيدة يمثل تحديًا. غالبًا ما يلزم بعض التجربة والخطأ لمعرفة التفاعلات الكيميائية اللازمة، على الرغم من أن تعقيد النابثوسيكلينونات يجعلها صعبة الإنشاء دون إدخال مجموعة واسعة من المنتجات الثانوية على طول الطريق.

”

لم يتمكن باحثو معهد العلوم في طوكيو من إنجاز المهمة إلا الآن، وذلك باستخدام نهج يُعرف باسم التحليل الرجعي الاصطناعي.

كما قد تتوقع من الاسم، فهو ينطوي على العمل بشكل عكسي من جزيء الهدف لتحديد مكوناته الأساسية. إنه يشبه إلى حد ما تفكيك آلة معقدة إلى أجزائها المكونة – أجزاء أسهل في الفهم والتجميع.

بدأ الفريق بـ β-نفتوسيكلينون، حيث يمكن اعتبار γ-نفتوسيكلينون شكلًا مختلفًا. مثل العديد من الجزيئات الكبيرة، فقد استُخدمت مجموعة من الوحدات الجزيئية الأبسط كنقطة انطلاق لبناء المركب.

يُشكّل جزيءًا معقدًا يُسمى ثنائي الدورة [3.2.1]أوكْتاديينون الجسر بين الوحدتين، على الرغم من أن وضع المادة الكيميائية في المكان المثالي دون تغيير المكونات الأخرى أو إنشاء منتج مختلف تمامًا أسهل من فعله.

باسترشادهم بوصفتهم التركيبية العكسية وتطبيق عدد من طرق الكيمياء المتقدمة، وجد الباحثون مسارًا سمح لهم بوضع القطع بدقة وربطها بطريقة لا تؤثر على وظيفتها.

جاءت لحظة الحقيقة في مقارنة الترتيبات الذرية ثلاثية الأبعاد الدقيقة – أو بعبارات علمية، أطياف اللاّونية الدائرية – للمركبات المُصنّعة مع تلك التي أنتجتها الطبيعة في البركان.

“تطابقت أطياف ثنائية الاستقطاب الدائرية للمركبات التي قمنا بتخليقها مع أطياف المركبات الطبيعية، مما يعني أن التكوين المطلق للجزيئات الاصطناعية والطبيعية كان متطابقًا،” يقول الكيميائي يوشيو أندو من معهد العلوم في طوكيو.

أتاحت هذه الطرق أخيرًا للباحثين تخليق β-نافثوسيكلينون بنسبة إنتاج لا تقل عن 70 في المائة (أي 70 في المائة من الحد الأقصى المتوقع بالنظر إلى المواد الأولية).

ثم استخدموا عملية كيميائية أخرى، وهي التلاكتون التأكسدي، لإنتاج γ-نافثوسيكلينون بنسبة إنتاج بلغت 87 في المائة. المركبان متشابهان، لكن γ-نافثوسيكلينون يحتوي على بعض الإضافات.

يُمكن أن يؤدي تصنيع المضادات الحيوية في المختبر إلى إنتاجها بكميات أكبر للاستخدام الطبي والبحثي: فلا حاجة، على سبيل المثال، للقيام برحلات منتظمة إلى بركان. علاوة على ذلك، يعتقد الباحثون أن الأساليب المُعيرة بعناية التي استخدموها هنا يمكن استخدامها في الدراسات المستقبلية أيضًا – خاصة في تصنيع مركبات أخرى ذات بنى مشابهة.

يقول[[LINK8]] أندو: “إنّ الجهود الإضافية على هذا النهج جارية بالفعل في مختبرنا”.

نُشر البحث في Angewandte Chemie International Edition.