"הרפוטריצ'ון" הוא חומר טבעי שהוערך מאוד ביכולתו המצוינת לדכא דלקת במוח ולהגן על תאי עצב, ומציג פוטנציאל משמעותי לפיתוחו כחומר טיפולי למחלות מוח נוירו -ניווניות כמו מחלת אלצהיימר ומחלת פרקינסון. ניתן להשיג חומר זה רק בכמויות דקות מפטריות שהם סימביוטיים עם איזופודים. עם זאת, חוקרי KAIST הצליחו לסנתז כימית את המוצר הטבעי הנדיר הזה, ובכך הציגו אפשרות להתפתחות של תרופות מהדור הבא למחלות ניווניות.
קייסט (הנשיא קוואנג היונג לי) הודיע ב -31 ביולי כי צוות מחקר בראשותו של פרופסור סונקיו האן מהמחלקה לכימיה סינתזה בהצלחה את הרפוטריצ'ונס A, B ו- C בפעם הראשונה.
מוצרים טבעיים של הרפוטריצ'ון הם חומרים שניתן להשיג רק בכמויות דקות מ- 'הרפוטריצ'יה sp. SF09 ', פטריית באג גלולות סימביוטיות, ובעלות מסגרת ייחודית של 6/6/6/6/3 פנטציקלית המורכבת מחמש טבעות מתמזגות (ארבע טבעת עם שישה חברים ושלושה חברים).
מעניין לציין כי חומר זה מציג השפעות מצוינות אנטי-נאורואינלקסיות המדכאות תגובות דלקתיות מוחיות. לאחרונה דווח גם על מנגנון הפעולה שלו להגנה על תאי עצב על ידי עיכוב פרופטוזיס (מוות תאים בתיווך ברזל), מה שהעלה את הציפיות לפוטנציאל שלה כתרופה טיפולית למחלות מוח.
צוות המחקר של פרופסור האן המציא אסטרטגיה בהשראת ביו -סינתטית לסנתז כימית הרפוטריצ'ונים. המפתח להצלחה היה תגובה כימית בשם "Diels-Alder (DA) תגובה". תגובה זו יוצרת טבעת עם שישה חברים על ידי יצירת קשרים חדשים בין שותפים מבוססי פחמן, בדומה לשני חלקי פאזל המשתלבים ביצירת טבעת יחידה.
יתר על כן, צוות המחקר התמקד בתופעה אטרקטיבית חלשה בין מולקולות המכונה "מליטה מימן". על ידי תכנון ובקרה בעדינות של קשר מימן זה, הם הצליחו לגרום במדויק את התגובה להתרחש כימיה, רגליים וסטריאו-סלקטיבית, ובכך לסנתז את הרפוטריצ'ון. ראוי לציין כי ללא קשר מימן מרכזי, נוצרה רק כמות קטנה של המוצר הטבעי היעד או נוצרה רק תוצרי לוואי בלתי רצויים.
התצורה של חלק ההידרוקסיל C2 'הייתה חיונית בהנחיית מצבי המעבר הרצויים המובילים למוצרי הטבע היעד.
הודות לקשירת מימן הנגרמת זו, המולקולות המגיבות התקרבו למיקומים הנכונים ועברו מצב מעבר אידיאלי, מה שמאפשר סינתזה של הרפוטרצ'ון C. עקרון תגובה זה הוחל גם בהצלחה על הרפוטריצ'ון A ו- B, המאפשר סינתזה מוצלחת של מוצרים טבעיים אלה.
במהלך התגובה העיקרית של Diels-Alder שנערכה במעבדה, נוצרו גם מבנים מולקולריים חדשים שעדיין לא התגלו בטבע. לחלקם יש סבירות גבוהה להיות מוצרים טבעיים חדשים עם פעילות פרמקולוגית מצוינת, ובכך להכפיל את המשמעות של מחקר זה לצפייה במוצרים טבעיים באמצעות סינתזה.
ואכן, בעוד צוות המחקר של פרופסור האן ערך מחקרים סינתטיים בנושא הרפוטריצ'ון A ו- B המבוסס על מאמר משנת 2019 של חוקרים סינים שגילו והבהיר את מבנים, צוות המחקר צפה בהקמת תוצרי לוואי בלתי רצויים.
מעניין לציין כי בשנת 2024, אותו צוות מחקר סיני שגילה את הרפוטריצ'ונס A ו- BN דיווחו על גילוי מוצר טבעי חדש בשם Herpotrichone C, שהתברר כאותו חומר כמו תוצר לוואי העיקרי שהושג בעבר על ידי צוותו של פרופסור האן בדרך להרפוטריכונים A ו- B.
פרופסור האן הצהיר, "זוהי הסינתזה הכוללת הראשונה של מוצר טבעי נדיר עם פעילות פרמקולוגית הקשורה למחלות ניווניות ומציגה באופן שיטתי את העיקרון של סינתזה ביומימטית של מוצרים טבעיים מורכבים." הוא הוסיף, "זה צפוי לתרום לפיתוח חדשני של טיפולים אנטי-נאורואינלקטוריים מבוססי מוצרים טבעיים ומחקר ביוסינתזה של קבוצה זו של מוצרים טבעיים."
תוצאה מחקרית זו, עם יוג'ין לי, תואר שני ודוקטורט. סטודנט משולב בקורס במחלקה לכימיה, כסופר הראשון, פורסם ב- 16 ביולי בכתב העת של החברה הכימית האמריקאית (JACS), אחד כתבי העת האקדמיים היוקרתיים ביותר בתחום הכימיה.
מחקר זה נתמך על ידי קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF) תוכנית התמיכה של חוקר אמצע הקריירה, פרויקט KAIST UP, פרויקט KAIST Grand Challenge 30 ופרויקט מעבדת המחקר השיתופי של Kaist Trans-Denerative.
