Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

Georgia Tech Forskere Finn Anti-Fungal forbindelser i tang

Published on February 22, 2011 at 4:28 AM

En gruppe av kjemiske forbindelser som brukes av en art av tropiske tang til sal av sopp angrep kan ha lovende anti-malarial egenskaper for mennesker.

Forbindelsene er en del av et unikt kjemisk signalsystem som tang bruke til å kjempe mot fiender - og som kan gi et vell av potensielle nye farmasøytiske forbindelser.

Julia Kubanek med tang prøver.

Ved hjelp av en roman analytisk prosess, fant forskere ved Georgia Institute of Technology som de komplekse antifungal molekyler ikke er fordelt jevnt over tang flater, men i stedet synes å være konsentrert på bestemte steder - eventuelt hvor en skade øker risikoen for soppinfeksjon.

En Georgia Tech forsker rapportert om klasse av forbindelser, kalt bromophycolides, på det årlige møtet i American Association for Advancement of Science (AAAS) den 21 februar 2011 i Washington, DC The forskning, støttet av National Institutes of Health , er en del av en langsiktig studie av kjemiske signaliserer blant organismer som er en del av korallrev samfunn.

"Språket i kjemi i den naturlige verden har eksistert i milliarder av år, og det er avgjørende for overlevelsen av disse artene," sier Julia Kubanek, førsteamanuensis i Georgia Tech School of Biology and School of kjemi og biokjemi. "Vi kan co-opt disse kjemiske prosessene for menneskelig nytte i form av nye behandlingsmetoder for sykdommer som påvirker oss."

Mer enn en million mennesker dør hvert år av malaria, som er forårsaket av parasitten Plasmodium falciparum. Parasitten har utviklet resistens mot mange anti-malarial narkotika og har begynt å vise motstand mot Artemisinin - dagens viktigste anti-malarial narkotika. Innsatsen er høy fordi halvparten av verdens befolkning er i fare for sykdommen.

"Disse molekylene er lovende leder for behandling av malaria, og de opererer gjennom en interessant mekanisme som vi studerer," Kubanek forklart. "Det er bare et par av legemidler venstre som er effektive mot malaria i alle områder av verden, så vi håper at disse molekylene vil fortsette å vise lovende som vi utvikler dem videre som farmasøytiske leder."

I laboratoriestudier ledet av Georgia Tech student Paige Stout fra Kubanek sin lab - og i samarbeid med California forskere - ledelsen molekylet har vist lovende aktivitet mot malaria, og neste steg vil være å teste den i en mus modell av sykdommen. Som med andre potensielle narkotika forbindelser, er imidlertid sannsynligheten for at dette molekylet vil ha akkurat den rette kjemien til å være nyttig hos mennesker relativt små.

Andre Georgia Tech forskere har begynt forskning på syntetisere det sammensatte i laboratoriet. Utover produsere mengder tilstrekkelig for testing, kan laboratoriet syntese kunne endre det sammensatte å forbedre sin aktivitet - eller å redusere eventuelle bivirkninger. I siste instans kan gjær eller annen mikroorganisme kunne bli endret genetisk å vokse store mengder bromophycolide.

Forskerne fant anti-sopp forbindelser forbundet med lyse flekker på overflaten av Callophycus serratus tang med en ny analytisk teknikk som kalles desorpsjon electrospray ionisering massespektrometri (Desi-MS). Teknikken ble utviklet i laboratoriet av Facundo Fernandez, førsteamanuensis i Georgia Tech School for kjemi og biokjemi. Desi-MS tillatt forskere for første gang til å studere den unike kjemiske aktivitet som finner sted på overflater av tang.

Som en del av prosjektet, har Georgia Tech forskere vært katalogisere og analysere naturlige forbindelser fra mer enn 800 arter finnes i farvannene rundt Fiji-øyene. De var interessert i Callophycus serratus fordi det virket spesielt flink til bekjempelse av mikrobielle infeksjoner.

Bruke Desi-MS teknikken, analyserte forskerne Leonard Nyadong og Asiri Galhena prøver av tang og funnet grupper av potent anti-fungal forbindelser. I laboratorietesting, fant graduate student Amy Lane at disse bromophycolide forbindelsene effektivt hemmet veksten av Lindra thalassiae, en felles marin sopp.

"The Alga er marshalling sitt forsvar og vise dem på en måte som blokkerer oppføringen poeng for mikrober som kan invadere og forårsake sykdom," Kubanek sa. "Tang og tare ikke har immunreaksjoner som mennesker gjør. Men i stedet, de har noen kjemiske forbindelser i sine vev for å beskytte dem."

Selv om alle tang de studerte var fra en enkelt art, ble forskerne overrasket over å finne to distinkte grupper av anti-fungal kjemikalier. Fra en tang sub-befolkningen, kalt "buskete" type for utseendet sitt, ble 23 ulike anti-fungal forbindelser identifisert. I en annen gruppe av tang, fant forskerne 10 forskjellige anti-sopp forbindelser - alle forskjellige fra de sett i den første gruppen.

I Desi-MS teknikken, er et ladet strøm av polare løsemidler rettet mot overflaten av en prøve under studiet ved normal trykk og temperatur. Den spray desorbs molekyler, som deretter ionisert og levert til massespektrometer for analyse.

"Vår samarbeidende team av forskere fra Institutt for Biomedical Engineering og College of Sciences har jobbet innenfor den nylig dannet Bioimaging massespektrometri Center ved Georgia Tech å bedre forstå mekanismene av kjemiske forsvar i marine organismer," sier Fernandez. "Dette er et eksempel på tverrgående tverrfaglig forskning som karakteriserer dette instituttet."

Kubanek håper at andre nyttige forbindelser vil dukke opp fra studiet av signalering forbindelser i korallrevet samfunnet.

"I den naturlige verden, har vi tang som gjør disse molekylene og vi har sopp som prøver å kolonisere, infisere og kanskje bruke tang som underlag for sin egen vekst," Kubanek sa. "The tang bruker disse molekylene å prøve å hindre soppen i å gjøre dette, så det er en interaksjon mellom tang og soppen. Disse molekylene fungerer som ordene i et språk, kommunikasjon mellom tang og soppen."

Kilde: http://www.gatech.edu/

Last Update: 6. October 2011 15:37

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