کشف آنتی بیوتیک ها در سال 1928 نقطه عطفی بزرگ در تاریخ پزشکی بود. برای اولین بار از زمان طلوع تمدن بشری، پزشکان به ابزاری بسیار قدرتمند و مؤثر برای مبارزه با طیف گسترده ای از عفونت های باکتریایی دسترسی پیدا کردند. امروزه بیماری‌های باکتریایی که قبلاً حکم اعدام داشتند، قابل درمان هستند و عفونت‌های پس از جراحی یا شیمی‌درمانی را می‌توان به طور مؤثرتری پیشگیری یا درمان کرد.
متأسفانه، استفاده (و سوء استفاده) در سراسر جهان از آنتی بیوتیک ها منجر به ظهور سویه های باکتریایی مقاوم به دارو شد. با گذشت زمان، باکتری هایی که به طور معمول می توانستند توسط یک آنتی بیوتیک معین از بین بروند، فرزندان جهش یافته ای را تولید کردند که در برابر آن مصون بودند. این سویه های جهش یافته تهدیدی بزرگ برای سلامت عمومی هستند و تنها راه عمل ایمن تولید ترکیبات جدید آنتی بیوتیکی است.
در مقابل این پس‌زمینه، یک تیم تحقیقاتی شامل پروفسور ایسامو شینا، استادیار تاکاتسوگو موراتا و آقای هیساومی تسوتسوی از دانشگاه علوم توکیو (TUS) در ژاپن اکنون به پیشرفت بزرگی در سنتز آنتی‌بیوتیک‌های جدید دست یافته‌اند. همانطور که در مقاله آنها منتشر شده در ACS Omega در جولای 2023، این تیم به اولین سنتز اسید تانزوائیک B در مقیاس گرم دست یافت که می تواند به عنوان کاندیدایی برای کشف داروهای جدید عمل کند.
اما تانزاوائیک اسید B چیست؟ در سال 1997، پروفسور دایسوکه اومورا و همکارانش که در منطقه تانزاوا ژاپن کار می کردند، مجموعه ای از ترکیبات پلی کتید آلی را از قارچ جدا کردند. پنی سیلیوم سیترینوم. این ترکیبات با هم به آنچه که ما اکنون خانواده اسید “تانزاوائیک” می نامیم، گروه بندی شدند که شامل ده ها عضو مختلف از A تا Z است.1. به طور خاص، اسید تانزاوائیک B بیشترین توجه را به خود جلب کرده است زیرا ساختار هسته مشترکی با بسیاری از اسیدهای تانزوائیک دارد، به این معنی که یک روش سنتز مصنوعی برای تانزاوائیک اسید B به راحتی می تواند به روش های سنتز برای بقیه منجر شود.
با این حال، سنتز تانزاوائیک اسید B از ابتدا یک تلاش چالش برانگیز است. اسیدهای تانزوائیک یک اسکلت اکتالینی چند جایگزین شده مشترک دارند – ساختاری متشکل از 10 اتم کربن در یک الگوی فشرده با گروه های شیمیایی متعدد در مکان های خاص. محققان این اسکلت را با استفاده از یک مولکول زنجیره مانند که در مطالعه قبلی سنتز کرده بودند، ساختند. سپس، با استفاده از یک واکنش درون مولکولی Diels-Alder به دقت کنترل شده، آنها این زنجیره‌ها را ترجیحاً در اسکلت اکتالینی مورد نظر “تا” کردند.
چالش بعدی اصلاح دقیق اسکلت اکتالین در چند مرحله برای تولید اسید تانزوائیک B بود. از آنجایی که اکتالین دارای هشت اتم کربن است که می تواند در واکنش های استریوشیمیایی شرکت کند، هر جایگزینی مطلوب به طور موثر با 255 آرایش ممکن دیگر رقابت می کند. برای مقابله با این موضوع، محققان از آلکیلاسیون نامتقارن و واکنش نامتقارن Mukaiyama aldol استفاده کردند که آنها را قادر ساخت ترکیب اکتالینی پلی جایگزین شده مورد نظر تانزوائیک اسید B را در مقیاس گرم تولید کنند.
به طور کلی، این تکنیک سنتز جدید می تواند نقش کلیدی در توسعه داروهای آنتی بیوتیکی بر اساس اسیدهای تانزاوائیک داشته باشد. پروفسور شینا که از نتیجه مطالعه هیجان زده شده است، می گوید:برای بیش از 25 سال از زمان کشف آن، سنتز کل اسید تانزوائیک B تا کنون محقق نشده بود. روش سنتز حاضر امیدواریم در آینده منجر به ایجاد ترکیبات مختلف برای داروها شود، از جمله نامزدهای آنتی بیوتیکی جدید برای باکتری های مقاوم به چند دارو..”
با عرضه مداوم و در مقیاس بزرگ اسیدهای تانزوائیک، محققان به زودی قادر خواهند بود فعالیت‌های بیولوژیکی جالب آنها از جمله خواص ضد باکتری، ضد مالاریا و ضد قارچ را آزمایش کنند. “در حال حاضر بهبودهای بیشتری برای سنتز اسید تانزوائیک B به همراه بررسی فعالیت های بیولوژیکی و آنالوگ های مصنوعی آن در حال انجام است.پروفسور شینا نتیجه گیری می کند.
امیدواریم این تلاش ها به زودی به ابزارهای جدیدی برای مبارزه با باکتری های مقاوم به دارو منجر شود!
منبع:
دانشگاه علوم توکیو
مرجع مجله:
موراتا، تی. و همکاران (2023) اولین سنتز توتال تانزاوئیک اسید B. ACS Omega. doi.org/10.1021/acsomega.3c03634.