El estudiante lidera la síntesis de un extracto magro, un posible precursor de una droga – ScienceDaily

Anavi Serna, una estudiante de tercer año, pasó el término de una beca de verano en el laboratorio de arroz del químico sintético László Kürtic en busca de una secuencia que produciría setigerumin I, una molécula alcaloide que se encuentra en cantidades mínimas en la familia de amapolas Papaveraceae.

Esa setigermina natural es una molécula que los investigadores han descrito como «oscura y elusiva» y tan difícil de aislar que es difícil para los laboratorios estudiar la molécula como un posible precursor de medicamentos u otros productos. Pero era un objetivo adecuado para el laboratorio de Kürti, que desarrolla o simplifica las vías químicas para la síntesis de componentes farmacéuticos utilizados en el diseño y la fabricación de fármacos.

Finalmente, Serna y su mentor, el profesor de química del arroz y autor correspondiente Juha Siitonen, produjeron el producto natural en un proceso de tres pasos a temperatura ambiente que comenzó con la oxidación y reorganización de una molécula precursora, la noscapina, que se encuentra en el jarabe para la tos.

Siitonen, quien se convertirá en profesor asistente de química orgánica en la Universidad de Aalto en su Finlandia natal en enero, ha estado observando setigerumin I, aislado por primera vez en 1993, y varios otros extractos raros de amapola durante algún tiempo.

«Debido a que esta molécula se aísla de las amapolas que también producen morfina, la probabilidad de que tenga propiedades biológicas deseables es bastante significativa», dijo Siitonen. «Hemos estado enfrentando una crisis de opioides durante años, por lo que claramente necesitamos mejores analgésicos que no sean adictivos. No sabemos si esto es así, porque lo acabamos de hacer, pero podría resultar práctico».

El diario del equipo aparece en el diario. Angewandte Chemie.

Serna dijo que su primera exposición a la química sintética tuvo lugar en la clase de Kürti, co-enseñada por Siitonen. «Tuve una breve introducción a la química orgánica en la escuela secundaria y no me gustó», dijo. «Estaba memorizando todas las reacciones y productos, y yo realmente no entendía por qué sucedían las cosas. No fue hasta que tomé este curso que comenzó a tener más sentido».

Siitonen vio de inmediato su potencial. «Le mostré la estructura molecular y ella dijo: ‘Oh, eso es complicado'», recordó. «Pero ella no se desanimó».

«Juha hizo lo que siempre deberíamos hacer con los estudiantes talentosos: darles un desafío», agregó Kürti. «Le tomó menos de la mitad del verano básicamente obtener los resultados clave». A esto le siguió la verificación de los resultados que implicó la obtención de la estructura de la molécula mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear.

Siitonen comparó la química sintética con la resolución de un Sudoku, aunque con consecuencias más significativas. «Queremos comprender estos enigmas químicos y ver cómo se deben formar las moléculas», dijo Siitonen. «Y dado que esta molécula existe en la naturaleza, que es algo real, sabemos que debe ser posible sintetizarla».

Después de mucho ensayo y error, la solución resultó ser relativamente sencilla. Su proceso ecológico produjo 20 miligramos de setigermin I, suficiente para servir como prueba de concepto para la síntesis.

«Estábamos muy contentos, porque no esperábamos que fuera tan fácil», dijo Serna. «Fue una sorpresa realmente agradable».

«En la práctica, hemos demostrado que la noscapina y la setigerumina I están ligadas químicamente», dijo Siitonen. «Si alguien quiere producir Setigermin I, nuestro proceso ahora puede optimizarse aún más».

Señaló que el proceso enseñó a los investigadores cómo las amapolas producen setigermin I. «También hemos podido demostrar indirectamente cómo esto ocurre realmente en la naturaleza, lo que tiene muchas implicaciones», dijo. Esto incluye el hecho de que puede que no sea el único producto natural que pertenece a esta familia.

«Podría haber muchos de estos tipos de moléculas en la naturaleza con el mismo motivo estructural que aún no hemos encontrado», dijo.

Kürti es profesor de química del arroz. Siitonen es profesora de química del arroz. El Osco. La Fundación Huttunen, una beca en memoria de Zevi y Bertha Salsburg, la Fundación Nacional de Ciencias (2102462), los Institutos Nacionales de Salud (R35 GM-136373) y la Fundación Robert A. Welch (C-1764) apoyaron la investigación.