困扰30年的癌症谜团终被破解：秘密藏在黑麦花粉里
时间:2026-03-30 16:53 来源:Journal of the American Chemic 作者:西北大学 点击:次
大约30年前，研究人员注意到黑麦花粉中有两种天然分子，在动物实验中似乎能减缓肿瘤生长。这一发现引起了人们的兴趣，但研究却陷入了僵局，因为始终无法确定一个决定化合物行为的关键细节：其精确的三维结构。如今，西北大学的化学家终于解开了这个长达30年的结构谜团，为后续研究提供了可靠的起点。 从天然产物到药物灵感自然界一再为重大医学进步提供起点。许多常用药物最初都源于植物和微生物中的化合物，科学家后来对其精炼，使其更安全、更有效或更易于人体使用。例如，治疗重度疼痛的吗啡来自罂粟，抗癌药物紫杉醇最初取自太平洋紫杉树，广泛用于降胆固醇的他汀类药物则源于真菌中的分子。 “天然产物本身不一定是有效的药物，但它们是很棒的先导物，”该研究负责人Karl A. Scheidt教授说，“我们可以从天然产物中寻找灵感，利用化学手段制造出更好的版本，使其可以口服、在代谢中存活并命中正确的目标。”未来，黑麦花粉或许也能加入这一行列。 困扰科学界30年的结构谜题使用传统的先进核磁共振波谱等技术，科学家无法完全揭示这些分子关键部分的取向。因此，两种相互竞争的结构模型持续存在了数十年。这两种结构拥有相同的原子、相同的连接和相同的整体形状，但分子中心部分互为镜像。这种微妙的差别可以改变分子与生物靶点的契合方式，并决定分子是活跃的还是惰性的。 “就像你的手，”Scheidt教授比喻道，“它们互为镜像，但需要不同的手套。如果你只有两只左手套，那就无法使用，因为你的双手不能重合。” 从零开始构建，确认真实结构为了最终解决这个问题，西北大学团队采用了“全合成”方法，即在实验室中一步步构建天然分子。这项工作的核心是黑麦花粉分子中一个极其罕见且高度紧张的10元环结构，其构建难度众所周知。 研究团队设计了一个巧妙的迂回方案：他们先构建一个更大、更灵活的环，然后触发反应，使其一步就位地“咔嗒”一声收紧成较小的、紧张的形状。在合成了两种竞争版本的黑麦花粉分子后，科学家将它们与从黑麦花粉中分离出的样本进行比较，只有其中一个版本完美匹配，从而最终揭示了其真实的分子结构。 “我们已经证明可以制造出这种天然产物的核心，”Scheidt说，“现在我们正在寻找潜在的免疫学合作者，帮助我们将其转化为可能的临床应用。” 参考信息 |