Posted in | Nanoanalysis

استخدام منهجية الرنين المغناطيسي لتوضيح التركيب الكيميائي للمركبات الطبيعية

Published on November 2, 2009 at 8:36 AM

والرنين المغناطيسي النووي الجديد (NMR) المنهجية التي يجري تطويرها من قبل جامعة كارنيجي ميلون ومكن ل روبرتو جيل مجموعة من الكيميائيين لتحديد التركيب الكيميائي الصحيح على مركب طبيعي يعرف باسم withanolide ، وهو ما ثبت لإبطاء نمو سرطان الثدي سرطان الخلايا. ويمكن استخدام أسلوب جيل لتحديد التركيب الكيميائي 3D من الجزيئات العضوية الصغيرة ، بما في ذلك المنتجات الطبيعية التي تظهر الخصائص الطبية.

الكيميائيين توظف عادة الرنين المغناطيسي الطيفي للحصول على معلومات حول بنية المركبات الكيميائية والبيوكيميائية. ومع ذلك ، فإن الهيكلية التكوين الصحيح لبعض المركبات ، مثل الجزيئات العضوية الصغيرة ، من الصعب جدا -- وأحيانا من المستحيل -- أن يكشف باستخدام تقنيات الرنين المغناطيسي النووي التقليدية. وقد وضعت دونغ ، أستاذ مشارك بحوث الكيمياء ومدير قسم الكيمياء مرفق الرنين المغناطيسي النووي ، ووضع منهجية لقياس الرنين المغناطيسي معلمة النسبية NMR الجديد المعروف باسم ثنائي القطب وصلات المتبقية (RDCs) في جزيئات صغيرة. RDCs به ، كان قادرا على تحديد ما لا لبس فيه هيكل جزيء صغير jaborosalactol 24 ، الستيرويد التي تحدث بشكل طبيعي وجدت في محطة parviflora Jaborosa. وكان الباحثون حاولوا دون جدوى لتوضيح بنية الجزيء باستخدام تقنيات الرنين المغناطيسي النووي التقليدية ، ولكن الآن ، مع هيكل في متناول اليد ، انها تحقق في جزيء صغير وظيفة ، ولقد وجدت أنه قد يكون المحتملة كعامل مضاد للسرطان.

"كان من المستحيل معرفة هيكل المركب دون RDCs" ، وقال جيل. "أسفرت عن تقنيات الرنين المغناطيسي النووي التقليدية ثلاثة تكوينات الهيكلية المحتملة للمجمع ، ولكن RDCs كشف هيكل واحد فقط".

RDCs هي قراءات للتفاعل بين الأنوية الذرية التي يسببها تتصرف كما مغناطيس صغيرة في تجربة الرنين المغناطيسي النووي. RDCs تقديم معلومات عن الجزيء الهيكلي فضلا عن التوجه العالمي لجميع الذرات في الجزيء ، حتى لو كانت الذرات هي بعيدة عن بعضها البعض. الرنين المغناطيسي النووي الأساليب التقليدية يمكن أن تفعل هذا ، وفقا لجيل.

على مدى العقد الماضي ، أصبح RDCs أداة لا تقدر بثمن لتحديد بنية الجزيئات البيولوجية الكبيرة ، مثل البروتينات والحمض النووي ، ولكن هذا الاسلوب لا تنطبق على جزيئات صغيرة حتى وقت قريب. جزيئات صغيرة تحتاج إلى حل في المذيبات العضوية قبل يجري تحليلها في تجربة نموذجية الرنين المغناطيسي النووي. ولكن للحصول على قرأ على RDCs والعلماء تحتاج أولا إلى محاذاة جزئيا الجزيئات التي تتهاوى حولها في حل ، والتي ثبت صعوبة. للتغلب على هذه المشكلة ، والعلماء -- بدأ النامية البوليمر المواد الهلامية التي تعمل مثل الاسفنج التي تمتص الحل من جزيئات صغيرة -- بما في ذلك جيل. تطوير جيل ، جنبا إلى جنب مع نظيره كارنيجي ميلون Tsarevsky نيكولاي كريستوف المتعاونين وMatyjaszewski ، هلام يسمى بولي ميثيل ميتاكريليت (PMMA) التي يمكن مضغوط أو تمدد ، والذي يسبب جزيئات صغيرة داخل هلام لمحاذاة جزئيا. وهذا يجعل من الممكن الكشف عن RDCs.

بالرغم من وجود المواد الهلامية مماثلة المتاحة ، PMMA لديه بعض المزايا. خلال تجارب الرنين المغناطيسي النووي ، وغيرها من المواد الهلامية البوليمر اعطاء اشارة الخلفية التي يصعب إزالتها. مع PMMA ، يمكن الإشارة الخلفية من البوليمر إزالتها بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، PMMA وسهلة التحضير وبأسعار معقولة.

"نحن نعمل على جعل هذه المنهجية سهلة ومتاحة لجميع الصيدليات" ، وقال جيل ، الذي هو واحد من عدد قليل من العلماء في جميع أنحاء العالم تستخدم حاليا RDCs لتحديد بنية الجزيئات الصغيرة. "ساعدت تقنية لدينا مجموعة من الكيميائيين المنتجات الطبيعية بشكل لا لبس فيه لتحديد التكوين الصحيح للمركب الطبيعية التي أظهرت منذ التكاثري خصائص مضادة للفي خلية خط سرطان الثدي. أسلوبنا يمكن أن تساعد أي شخص لديه جزيئات صغيرة مع تكوينات صعبة".

في الدراسة الراهنة ، التي نشرت في العدد الأخير من Angewandte كيمي ، وعملت مع جيل جارسيا المنتجات الطبيعية مانويلا كيميائيين وفيفيانا Nicotra في قرطبة يونيفرسيداد دي ناسيونال في الأرجنتين ؛ ارماندو نافارو فاسكيز من دي كومبوستيلا Universidade دي سانتياغو في اسبانيا ، الذين طوروا برنامج لتحليل RDCs ، وسلفينا Pagola من كلية وليام وماري ، والذين استخدموا مسحوق حيود الأشعة السينية للتأكد بشكل مستقل هيكل jaborosalactol 24. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام مسحوق تحليل حيود الأشعة السينية لتحديد تكوين منتج الطبيعية المعقدة.

Last Update: 8. October 2011 08:19

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit