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人工合成天然产物:医药产业的新蓝海

2006-04-23 19:58 记者 中科院上海有机化学研究所 阅读 0
核心摘要: 中科院上海有机化学研究所马大为团队在氨基酸衍生物反应与合成领域取得突破,全球首次合成多种海洋天然产物,包括抗癌活性最强的阿普拉毒素。他们利用廉价试剂高效合成复杂天然分子,并简化结构以发现新药。此外,团队还创新性地利用氨基酸促进乌尔曼反应,使其在室温下即可进行,被多家跨国药企采用。该项目获上海市科技进步一等奖,论文引用率极高,为医药产业开辟新蓝海。

记者近日从中科院上海有机化学研究所获悉,日前荣获上海市科技进步一等奖的“氨基酸衍生物反应、合成及性质研究”项目,在全球首次合成了多种来自海洋的天然产物。目前,该团队正瞄准三四个新产物,进一步合成其蕴含的“类药分子”。

人类所用药物中约30%源自天然产物分子。据上海有机所生命有机化学国家重点实验室主任马大为介绍,由于陆生动植物的药源发现日益减少,海洋已成为新药开发的处女地。然而,每年发现的成百上千个海洋天然产物中,最终能实现合成的不足5%,可谓“大海捞针”。

例如,迄今在蓝藻中发现的抗癌活性最强物质——阿普拉毒素(Apratoxin),仅少量存在于一种太平洋蓝藻体内,动物实验证明它能抑制多种癌细胞的生长。采用传统方法制备该毒素,成吨的蓝藻仅能提取十几毫克有用成分。马大为等人通过五年实验,利用廉价的化学试剂为原料,像搭积木一样将阿普拉毒素的分子结构搭建起来,与其自然形式一模一样,合成效率提高数倍。他们还按照制药时力求分子简化的原则,聚焦影响蓝藻细胞毒性的关键分子结构,替换掉部分无用结构,从而去粗取精、变璞为玉,有利于发现新的抗癌分子。

除阿普拉毒素外,马大为课题组还合成了多种首次在世界上合成的具有生物活性的复杂天然物质,其中仅有一种可治疗角膜炎的马丁尼克酸来自非洲植物,其余均源自海藻、海绵等海洋生物。例如,具有抗真菌活性的环肽M(Microsclerodermin)、强抗炎活性的环酯肽H(Halipeptin)、抗疟疾活性的海洋生物碱L(Lepadin)等,它们将成为未来新药研发的源泉。

在利用氨基酸合成天然产物的同时,马大为课题组还在世界上首次利用氨基酸促进已有百年历史的“乌尔曼反应”,使这个需要150摄氏度才能进行的高温反应,甚至在室温条件下便能完成。该成果发表后,被默克、诺华、史克等跨国公司的研究机构应用于自身的新药研发。数据显示,该项目发表的93篇论文被学界引用多达682次,其中绝大部分为国际引用,在同年度的上海市科技进步一等奖项目中堪称之最。

专家点评:

计国桢(中科院上海有机所物理有机化学研究室研究员):对于这一国际化学界的前沿课题,国内从事研究的人员还很少。该项目利用氨基酸及其衍生物的化学和生物活性,发现了具有创新结构的活性化合物,并发展了高效的合成方法或反应,取得了一系列具有国际先进水平的原创成果。

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