کشف داروهای جدید از قارچ‌ها
از حدود یک قرن پیش، پس از کشف تصادفی پنی‌سیلین توسط الکساندر فلمینگ در سال ۱۹۲۸، قارچ‌ها به منبعی ارزشمند برای داروها تبدیل شده‌اند. آن‌ها درمان‌هایی برای طیف وسیعی از بیماری‌ها ارائه داده‌اند، از عفونت‌ها و کلسترول بالا گرفته تا رد پیوند اعضا و حتی سرطان. با این حال، فرآیند سنتز برخی از قوی‌ترین ترکیبات قارچ‌ها هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است. این موضوع به‌ویژه در مورد سیکلوپنتا کرومون، یک بلوک ساختاری کلیدی در محصولات قارچی که مشتقات آن در مبارزه با سرطان و کاهش التهاب، به همراه خواص دارویی دیگر، امیدوارکننده بوده‌اند، صدق می‌کند.
خواندن دستورالعمل‌های طبیعت
در حالی که شیمیدان‌ها در ایجاد مشتقات کرومون در آزمایشگاه پیشرفت کرده‌اند، ساختار خاص این مولکول به‌طور دقیق و قابل‌اعتمادی قابل کپی‌برداری نبوده است. شری گائو، استاد همکار در مهندسی شیمی و بیومولکولی و مهندسی زیستی، می‌گوید: “بسیار آسان است که نسخه‌ای به‌دست آورید که در آن پیوندهای شیمیایی در جای درست قرار ندارند یا ساختار به‌طور معکوس است.”
در مقاله‌ای جدید در مجله انجمن شیمی آمریکا، اعضای آزمایشگاه گائو توضیح می‌دهند که چگونه آن‌ها دستورالعمل‌های خود طبیعت را رمزگشایی کردند – به‌ویژه، ژن‌های Penicillium citrinum، یک نوع کپک که به‌طور معمول بر روی میوه‌های مرکبات یافت می‌شود – تا آنزیمی جدید را کشف کنند که ایجاد ترکیبات حاوی سیکلوپنتا کرومون را کاتالیز می‌کند. گائو، نویسنده ارشد مقاله، می‌گوید: “طبیعت میلیاردها سال وقت داشته است تا مسیرهایی برای ایجاد این ترکیبات توسعه دهد. اکنون می‌توانیم از ابزارهای طبیعت استفاده کنیم تا این ترکیبات را بیشتر توسعه و مطالعه کنیم که می‌تواند به توسعه داروهای جدید منجر شود.”
یک معمای مولکولی
جزء منحصر به فردی که سیکلوپنتا کرومون را متمایز می‌کند، ساختار خاص آن است که شامل سه حلقه کربنی می‌شود: دو حلقه با شش کربن و یک حلقه با پنج کربن. این مجموعه حلقه‌ها مانند داربستی است که برای ساخت یک ساختمان استفاده می‌شود و پایه ساختاری را برای بسیاری از مولکول‌های بیواکتیو فراهم می‌کند. با این حال، یکی از پیش‌سازهای شیمیایی شناخته‌شده سیکلوپنتا کرومون یک کربن اضافی دارد که سه حلقه هم‌اندازه را تشکیل می‌دهد.
📢 اگر عاشق علم هستید و نمی‌خواهید هیچ مقاله‌ای را از دست بدهید…
به کانال تلگرام ما بپیوندید! تمامی مقالات جدید روزانه در آنجا منتشر می‌شوند.
📲 عضویت در کانال تلگرام🎨 ربات رایگان ساخت عکس با هوش مصنوعی
با ربات @ai_photo_bbot، هر متنی را به تصویر تبدیل کنید! 🚀
ربات کاملاً رایگان است و منتظر ایدههای جذاب شماست. 🌟
تغییرات شیمیایی در طبیعت و کشف جدید
اینکه چگونه طبیعت یک ترکیب شیمیایی را به ترکیبی با ساختار حلقه‌ای متفاوت تبدیل می‌کند، در حالی که چنین حلقه‌هایی معمولاً پایدار هستند، هرگز به‌طور کامل توصیف نشده است. برای روشن کردن این فرآیند، محققان به‌طور سیستماتیک ژن‌ها را در P. citrinum روشن و خاموش کردند تا مسیر تولید ترکیب مختل شود و مشخص شود کدام ژن‌ها مسئول تولید آنزیم فعال هستند. “این مانند آزمایش صدها کلید روشنایی بود تا ببینیم کدام یک یک لامپ خاص را روشن می‌کند”، می‌گوید کیویو نی، پژوهشگر فوق دکتری در آزمایشگاه گائو و نویسنده اول مقاله.
ترکیب میانی و ویژگی‌های آن
همان‌طور که محققان کشف کردند، یک ترکیب میانی متفاوت به نام 2S-remisporine A که توسط آنزیم جدید IscL تولید می‌شود، دارای یک اتم گوگرد است که از یک طرف ساختار سه‌حلقه‌ای آویزان است، مانند یدکی که در پشت یک کامیون قرار دارد. این درجه بالای واکنش‌پذیری منبع تنوع دارویی cyclopentachromone است: درست مانند اینکه یک کامیون می‌تواند انواع مختلفی از اتصالات را بکشد، از واگن‌ها تا قایق‌ها، پیوند کربن-گوگرد در 2S-remisporine A می‌تواند با طیف وسیعی از گروه‌های دیگر ترکیب شود و مجموعه‌ای متنوع از مولکول‌ها را تولید کند. “این ترکیب میانی بسیار واکنش‌پذیر است”، می‌گوید نی. “پیوند کربن-گوگرد می‌تواند با اهداکنندگان مختلف گوگرد واکنش نشان دهد و ترکیبات جدید زیادی تولید کند.”
چرا این ترکیب هرگز شناسایی نشده بود؟
واقعیت اینکه 2S-remisporine A بسیار واکنش‌پذیر است و می‌تواند با مولکول‌های مختلف، حتی خود، ترکیب شود، توضیح می‌دهد که چرا این پیش‌ساز هرگز به‌طور کامل شناسایی نشده است. “ما هرگز نمی‌توانستیم اختراعی برای ساخت چنین ترکیب میانی واکنش‌پذیر داشته باشیم”، می‌گوید نی. “ما باید یاد می‌گرفتیم که طبیعت چگونه آن را تولید می‌کند و سپس از آن ابزارهای آنزیمی استفاده کنیم.”
آینده تحقیقات و کاربردهای پزشکی
محققان امیدوارند که کارهای آینده این مسیر تازه کشف شده را با استفاده از نقشه ژنتیکی که آن را هدایت می‌کند، دنبال کنند تا استفاده از ترکیبات قارچی در پزشکی را بیشتر پیش ببرند. “طبیعت یک جعبه‌ابزار شگفت‌انگیز دارد”، می‌گوید گائو. “این مقاله به ما نشان می‌دهد که چگونه یکی از آن ابزارها ساخته می‌شود.”
این مطالعه در دانشگاه پنسیلوانیا در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی انجام شده و توسط موسسه ملی بهداشت (R35GM138207) و یک بودجه راه‌اندازی که توسط دانشگاه پنسیلوانیا ارائه شده، حمایت شده است. نویسندگان همکار دیگر شامل چونشیاو سان، شویی لو و ماریا زوتوا از مهندسی پن و کیانگ لی و تونگ ژو از دانشگاه نرمال شرق چین هستند.
بیشتر بخوانید
مدیتیشن یک روز پربرکت برای جذب عشق وامنیت و سلامتی
خود هیپنوتیزم درمان زود انزالی در مردان توسط هیپنوتراپیست رضا خدامهری
تقویت سیستم ایمنی بدن با خود هیپنوتیزم
شمس و طغری
خود هیپنوتیزم ماندن در رژیم لاغری و درمان قطعی چاقی کاملا علمی و ایمن
خود هیپنوتیزم تقویت اعتماد به نفس و عزت نفس