VINACHEM

Các nhà hóa học tại Viện Nghiên cứu Scripps (Mỹ) đã phát hiện phương pháp hiệu quả tạo ra phiên bản tổng hợp của một hợp chất tự nhiên có giá trị là cepafungi I, có khả năng được sử dụng làm tác nhân chống ung thư.

Cepafungi I hấp dẫn các nhà khoa học trước tiên vì khả năng diệt nấm, sau đó là tiềm năng chống ung thư của nó. Nó tiêu diệt tế bào ung thư bằng cách tác động lên proteasome, thành phần chịu trách nhiệm loại bỏ “rác” do tế bào tạo ra. Khi chức năng của proteasome bị phong toả, các tế bào ung thư bị chính rác thải của chúng đánh bại và sẽ chết.

Nhưng do cấu trúc phân tử phức tạp nên thách thức lớn hiện nay là điều chế đủ lượng hợp chất cepafungi I để có khả năng nghiên cứu hoạt tính của nó hoặc tạo điều kiện sử dụng làm thuốc. Trong lĩnh vực hóa học, các nhà khoa học luôn tìm cách tạo ra cấu trúc hóa học mong muốn bằng một số ít bước nhất nếu có thể để tiết kiệm chi phí và thời gian. Nhưng với các hợp chất phức tạp thì việc đó không phải là dễ dàng.

Nhóm nghiên cứu tại Viện Scripps đã vượt qua những thách thức nói trên và tổng hợp hợp chất cepafungi I chỉ trong 9 bước. Trong khi đó, năm 1992 một hợp chất liên quan đã biết là glidobacin A đã được tổng hợp trong 21 bước và vào thời gian đó kết quả này được coi như một mốc thành tựu quan trọng.

Nhóm nghiên cứu đã có khả năng tăng tốc quá trình tổng hợp bằng cách sử dụng một số enzym nhất định, chúng tạo điều kiện xây dựng một trong những thành phần cấu tạo quan trọng hàng đầu của các hợp chất, đó là axit amin. Sau đó, họ phát triển các phương pháp hóa học sáng tạo khác để đơn giản hoá việc chế tạo các thành phần khác của phân tử cepafungi I, kể cả phần lipit nhánh mà sau đó được phát hiện thấy rằng có đóng góp quan trọng vào hoạt tính tiềm năng của hợp chất mới.

Sau khi tạo ra cepafungi I, các nhà hóa học phát hiện thấy rằng, ngoài việc có hoạt tính chọn lọc đặc biệt đối với hai vị trí đích trên proteasome, nó không thể hiện bất cứ phản ứng chéo nào với các protein khác trong tế bào. Đây là đặc điểm khiến cho hợp chất này có tiềm năng sẽ trở thành một loại thuốc tốt.

Hiện nay, ba chất kháng proteasome khác đã được Cục Thực phẩm và dược phẩm Mỹ chấp thuận để điều trị bệnh u tuỷ. Nhưng các loại thuốc đó có một số tác dụng phụ nghiêm trọng và tế bào ung thư có thể phát triển khả năng đề kháng đối với chúng sau một thời gian. Vì vậy, hiện đang có nhu cầu tìm kiếm loại thuốc thay thế với hoạt tính đặc hiệu hơn đối với proteasome.

Theo một nhà nghiên cứu trong nhóm, họ đã thành công nhờ kết hợp hai phương pháp công nghệ bổ sung cho nhau, đó là phương pháp tổng hợp hóa học enzym và phương pháp hóa học Proteomics.

Trong tương lai, các nhà khoa học dự định sẽ tiếp tục thiết kế các phân tử tương tự với những đặc điểm cấu trúc khác để nghiên cứu các hợp chất hữu ích với hoạt tính chống ung thư vượt trội. Phương pháp mà họ đã phát triển vừa qua tạo đã điều kiện cho họ thay đổi các phần khác nhau của cấu trúc một cách tương đối dễ dàng, nhờ đó cho phép khảo sát tiếp hoạt tính sinh học của các hợp chất.

LH
Theo Chemistry & Industry, 8/2020