重大突破:英日科學家人工合成超級抗生素卡達西丁

重大突破:英日科學家人工合成超級抗生素卡達西丁

卡達西丁的色蛋白

經過20年的不懈研究,英國和日本科學家們已經破解了一種非常複雜的“抗腫瘤抗生素”,卡達西丁(kedarcidin)。這種抗生素已知對抗癌細胞和抗藥性細菌非常有效,科學家們在實驗室中首次合成了它。

這是一項重大突破,也是世界首次合成這種抗生素,可以為新抗生素和抗癌藥物的設計和生產帶來新方向。

重大突破:英日科學家人工合成超級抗生素卡達西丁

卡達西丁髮色團

超級物質卡達西丁是一種色素蛋白抗腫瘤抗生素,於1992年首次從從印度的土壤樣品中提取出來的放線菌中分離出來,包含一個ansa橋連的烯二炔髮色團以及一種用於穩定放線菌毒素的載脂蛋白。

自20世紀40年代以來土壤一直是開發的抗生素的天然來源,但為了將它們開發為可能的藥物,這些抗生素必須通過化學合成來生產。

與許多其它僅專注於殺滅細菌的抗生素不同,卡達西丁還能夠傷害腫瘤細胞,並具有有效治療癌症的潛力。

卡達西丁在其生物活性方面令人難以置信,原因是它不僅通過對目標造成DNA損傷,而且也在其結構複雜性方面起作用。它一直是世界各地科學家廣泛研究的主題,但由於其結構太複雜,之前科學家們無法以最完整和最準確的形式再現它。

重大突破:英日科學家人工合成超級抗生素卡達西丁

英國馬丁·李爾博士和日本平井剛教授成功合成卡達西丁

英國林肯大學的馬丁·李爾(Martin Lear)博士和日本東北大學的平井剛(Masahiro Hirama)教授已成為世界上第一批創造出這種高度不穩定的天然產物的全合成的科學家。

他們的研究結果發表在《自然·抗生素》雜誌上。

李爾博士解釋說:“在土壤中發現卡達西丁後10年才能確定了它的分子結構。它具有被蛋白質斗篷保護的活性核心,類似於雞蛋。1997年,我開始了與最近獲得日本科學最高榮譽的平井教授製作卡達西丁活性核心的漫長旅程。我們基本上需要拼湊一個非常困難的分子結構,然後開發新的製作方法拼圖碎片。20年後,我們終於解決了這個難題。這一非同尋常的歷程揭示了抗擊癌症和抗藥性細菌的新分子新方向。它已經挑戰了化學和生物學的前沿。現在,我們擁有的新的生物學知識和化學能力可用於開發下一種抗生素和抗癌劑。“

到2050年,全球每年預計會有1000萬人死於抗藥性感染。因此,當其他藥物無效時,可以作為最後手段使用的新抗生素的開發是全世界醫療保健研究人員研究的重要領域。這項新研究代表了實現這一目標的重要一步。

卡達西丁的抗癌特性也使它成為科學家探索治療侵襲性癌症腫瘤的新方法的一個有趣課題。現在,有可能通過合成方式重新創造物質,研究人員將能夠更深入地瞭解其對白血病和黑色素瘤細胞有效的機制。


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