moji5
6th January 2010, 08:16 PM
دانش - محققان با تبعیت از قوانین طبیعی موفق شده‌اند اثبات کنند تولید نوعی مولکول بسیارپیچیده آلی که تنها در بدن گونه‌ای اسفنج ساخته می‌شود در آزمایشگاه‌های شیمی نیز امکان‌پذیر است. یکی از نتایج این تحقیق می‌تواند آغاز تولید داروهایی ارزان و در دسترس همگان باشد.
محبوبه عمیدی: به گزارش نیچر (http://www.nature.com/news/2010/100105/full/463014a.html)، یکی از چالش‌برانگیزترین مباحث شیمی ترکیبی در نهایت مغلوب تلاش دانشمندان شده است. با اینکه palau'amine چندان کاربردی در صنایع دارویی ندارد، تلاش برای تولید این ماده در آزمایشگاه باعث شده رقابت ده‌ساله میان محققان برجسته این رشته سخت‌تر از پیش ادامه پیدا کند و به نتایج باارزشی منجر شود.
با اینکه بازده 25 مرحله واکنش که توسط فیل برن در مؤسسه تحقیقاتی اسکریپس در کالیفرنیا انجام شد تنها 15 هزارم درصد یعنی کمتر از 2 مولکول در هر 10 هزار ملکول از این ماده بود، توانست جرقه تولید محصول نهایی را بزند.
پاتریک هران از بخش شیمی آلی دانشگاه کالیفرنیا که از سال 2002/1381 تاکنون برای سنتز این ترکیب تلاش‌کرده، می‌گوید: «تولید palau'amine با مشکلات تکنیکی بسیاری همراه است. برن و همکارانش استانداردهای تازهای را وضع کردند که از این پس فعالیت‌ها در زمینه شیمی ترکیبی با آنها سنجیده خواهند شد».
سنتز این ماده چیزی بیشتر از یک دستاورد تکنیکی برای برن و همکارانش است. موفقیت این فرایند اثرگذاری مجموعه‌ای از اصول راهنمای سنتز مواد آلی را اثبات می‌کند که چندین سال پیش توسط این گروه تدوین‌شده و در حال حاضر به دلیل سادگی و دقت بالا مورد استفاده بسیاری از دانشمندان موافق شیوه برن قرار گرفته است.
ترکیب palau'amine از یک اسفنج دریایی که ساکن آب‌های اطراف جمهوری پالائو در غرب اقیانوس آرام میباشد، استخراج می‌شود. این ترکیب که از خانواده پیرولایمیدازول آلکالوییدها است علاوه بر اینکه مانع خورده‌شدن اسفنج توسط ماهی‌ها می‌شود، به دلیل خواص ضدباکتری و ضدقارچ از حمله میکروارگانیسم‌ها به آن نیز جلوگیری می‌کند. این مولکول در صنایع دارویی نقش یک ضدتومور، ضدباکتری و ضدقارچ متوسط را بازی می‌کند».
بدین ترتیب هدف از سنتز این ترکیب دستیابی به یک داروی اعجاب‌انگیز نبوده بلکه مبارزه محض برای ساخت ترکیبی بسیارپیچیده بوده است. ساختمان palau'amine مشتمل بر صدها پیوند است که اغلب در مکان‌هایی دور از انتظار ایجاد شده‌اند و فضای میانی آنها توسط اتم‌های نیتروژنی اشغال‌شده که در انتظار شکستن پیوندها و واکنش هستند. در قلب مولکول ساختار یگانه‌ای از حلقه‌ها وجود دارد که از دو حلقه متشکل از اتم‌های کربن و یک اتم نیتروژن تشکیل‌شده و بخش عمده‌ای از تلاش شیمی‌دانان به کشف این ساختار منحصر به فرد برمی‌گردد.
برای بیش از یک‌دهه، شیمی‌دانان احتمال می‌دادند حلقه‌های میانی این ترکیب شکلی نیم‌دایره را ایجاد کرده باشند. اما در سال 2004/1383 برن فرض یکی بودن ساختار مولکولی تمامی اعضای خانواده این ترکیب را مطرح کرد که ساختار متفاوتی را برای آن پیش‌بینی می‌کرد.
سه‌سال بعد صحت پیش‌بینی برن به وسیله 3 گروه مجزا از دانشمندانی که تئوری‌های او را دنبال می‌کردند، اثبات شد. این گروه‌ها با استفاده از راهنمای سنتز برن، واکنش‌پذیری ذاتی مولکول را هدف قرار دادند و شرایطی مطابق شرایط سنتز آن در طبیعت فراهم کردند. با این شیوه واکنش‌های بی‌شمار تک‌مرحله‌ای صورت گرفتند که می‌توانستند تمامی ساختار ماده را هدف قرار دهند.
هیچ‌کدام از این دستورالعمل‌ها جدید نبودند اما ترکیب آنها با هم باعث شد تلاش برن ارزش‌گذاری شود. هدف اصلی برن اثبات این نکته بود که راه‌های دیگری هم برای تولید داروهای جدید وجود دارند و همیشه لازم نیست از لیست محدود مولکول‌های تکراری در صنعت داروسازی استفاده شود.
موفقیت این روش شیمی‌دانان را به استفاده از واکنش‌ها و تکنیک‌های تازه برای تولید مولکول‌های پیچیده آلی تشویق کرده است. یکی از مثال‌های بارز این استقبال استفاده از واکنشگری است که در سنتز palau'amine برای تزریق تدریجی اکسیژن به ساختار آن و عدم تداخل با اتم‌های سرگردان نیتروژن استفاده‌شده و در حال حاضر دارد توسط صنایع دارویی برای تولید طیفی از داروهای انتخابی به کار می‌رود.
برن امیدوارست او و تیمش بتوانند در آینده نزدیک حجم بیشتری از این ترکیب را تولید کنند. آنها تاکنون 10 مرحله از سنتز را با موفقیت پشت سر گذاشته‌اند. او می‌گوید: «داستان تازه شروع شده است».
محبوبه عمیدی: به گزارش نیچر (http://www.nature.com/news/2010/100105/full/463014a.html)، یکی از چالش‌برانگیزترین مباحث شیمی ترکیبی در نهایت مغلوب تلاش دانشمندان شده است. با اینکه palau'amine چندان کاربردی در صنایع دارویی ندارد، تلاش برای تولید این ماده در آزمایشگاه باعث شده رقابت ده‌ساله میان محققان برجسته این رشته سخت‌تر از پیش ادامه پیدا کند و به نتایج باارزشی منجر شود.
با اینکه بازده 25 مرحله واکنش که توسط فیل برن در مؤسسه تحقیقاتی اسکریپس در کالیفرنیا انجام شد تنها 15 هزارم درصد یعنی کمتر از 2 مولکول در هر 10 هزار ملکول از این ماده بود، توانست جرقه تولید محصول نهایی را بزند.
پاتریک هران از بخش شیمی آلی دانشگاه کالیفرنیا که از سال 2002/1381 تاکنون برای سنتز این ترکیب تلاش‌کرده، می‌گوید: «تولید palau'amine با مشکلات تکنیکی بسیاری همراه است. برن و همکارانش استانداردهای تازهای را وضع کردند که از این پس فعالیت‌ها در زمینه شیمی ترکیبی با آنها سنجیده خواهند شد».
سنتز این ماده چیزی بیشتر از یک دستاورد تکنیکی برای برن و همکارانش است. موفقیت این فرایند اثرگذاری مجموعه‌ای از اصول راهنمای سنتز مواد آلی را اثبات می‌کند که چندین سال پیش توسط این گروه تدوین‌شده و در حال حاضر به دلیل سادگی و دقت بالا مورد استفاده بسیاری از دانشمندان موافق شیوه برن قرار گرفته است.
ترکیب palau'amine از یک اسفنج دریایی که ساکن آب‌های اطراف جمهوری پالائو در غرب اقیانوس آرام میباشد، استخراج می‌شود. این ترکیب که از خانواده پیرولایمیدازول آلکالوییدها است علاوه بر اینکه مانع خورده‌شدن اسفنج توسط ماهی‌ها می‌شود، به دلیل خواص ضدباکتری و ضدقارچ از حمله میکروارگانیسم‌ها به آن نیز جلوگیری می‌کند. این مولکول در صنایع دارویی نقش یک ضدتومور، ضدباکتری و ضدقارچ متوسط را بازی می‌کند».
بدین ترتیب هدف از سنتز این ترکیب دستیابی به یک داروی اعجاب‌انگیز نبوده بلکه مبارزه محض برای ساخت ترکیبی بسیارپیچیده بوده است. ساختمان palau'amine مشتمل بر صدها پیوند است که اغلب در مکان‌هایی دور از انتظار ایجاد شده‌اند و فضای میانی آنها توسط اتم‌های نیتروژنی اشغال‌شده که در انتظار شکستن پیوندها و واکنش هستند. در قلب مولکول ساختار یگانه‌ای از حلقه‌ها وجود دارد که از دو حلقه متشکل از اتم‌های کربن و یک اتم نیتروژن تشکیل‌شده و بخش عمده‌ای از تلاش شیمی‌دانان به کشف این ساختار منحصر به فرد برمی‌گردد.
برای بیش از یک‌دهه، شیمی‌دانان احتمال می‌دادند حلقه‌های میانی این ترکیب شکلی نیم‌دایره را ایجاد کرده باشند. اما در سال 2004/1383 برن فرض یکی بودن ساختار مولکولی تمامی اعضای خانواده این ترکیب را مطرح کرد که ساختار متفاوتی را برای آن پیش‌بینی می‌کرد.
سه‌سال بعد صحت پیش‌بینی برن به وسیله 3 گروه مجزا از دانشمندانی که تئوری‌های او را دنبال می‌کردند، اثبات شد. این گروه‌ها با استفاده از راهنمای سنتز برن، واکنش‌پذیری ذاتی مولکول را هدف قرار دادند و شرایطی مطابق شرایط سنتز آن در طبیعت فراهم کردند. با این شیوه واکنش‌های بی‌شمار تک‌مرحله‌ای صورت گرفتند که می‌توانستند تمامی ساختار ماده را هدف قرار دهند.
هیچ‌کدام از این دستورالعمل‌ها جدید نبودند اما ترکیب آنها با هم باعث شد تلاش برن ارزش‌گذاری شود. هدف اصلی برن اثبات این نکته بود که راه‌های دیگری هم برای تولید داروهای جدید وجود دارند و همیشه لازم نیست از لیست محدود مولکول‌های تکراری در صنعت داروسازی استفاده شود.
موفقیت این روش شیمی‌دانان را به استفاده از واکنش‌ها و تکنیک‌های تازه برای تولید مولکول‌های پیچیده آلی تشویق کرده است. یکی از مثال‌های بارز این استقبال استفاده از واکنشگری است که در سنتز palau'amine برای تزریق تدریجی اکسیژن به ساختار آن و عدم تداخل با اتم‌های سرگردان نیتروژن استفاده‌شده و در حال حاضر دارد توسط صنایع دارویی برای تولید طیفی از داروهای انتخابی به کار می‌رود.
برن امیدوارست او و تیمش بتوانند در آینده نزدیک حجم بیشتری از این ترکیب را تولید کنند. آنها تاکنون 10 مرحله از سنتز را با موفقیت پشت سر گذاشته‌اند. او می‌گوید: «داستان تازه شروع شده است».