Статья в Nature Communication является венцом пятилетних исследований исследовательской группы по синтетической органической химии профессора Яна ван Маарсевина, во главе с докторантом Луком Стемерсом. Он разработал метод, открывающий путь к синтезу так называемых пептидов лассо.
Пептиды лассо — это небольшие белки, которые, как следует из их названия, состоят из молекулярной «петли» вокруг молекулярной «веревки». Впервые они были выделены из бактерий на рубеже нынешнего века. Недавно анализ ДНК показал, что пептиды лассо довольно распространены среди бактерий.
Их биологическая функция — действовать как антибиотики против других микроорганизмов, что делает их потенциально новым классом антибиотиков.
Тот факт, что спустя 15 лет после открытия лассо-пептидов химики-синтетики еще не смогли разработать стратегию, ведущую к их уникальной молекулярной архитектуре, подчеркивает сложность этих молекул.
Узкое место здесь в том, что веревка обычно плотно связана внутри петли.
Это отличает пептиды лассо от ротаксанов, за которые шотландский химик сэр Фрейзер Стоддарт в прошлом году получил Нобелевскую премию по химии. Во время синтеза ротаксана канат «протягивается» через петлю.
Поскольку это невозможно для синтеза пептидов лассо, химики из Амстердама использовали другой подход, заставляя петлю замыкаться в нужном месте вокруг веревки. Это оказалось непростым делом.
В конце концов Луку Стемерсу удалось создать молекулярный каркас, способствующий синтезу, так что петля правильно образуется вокруг веревки.
Новый метод синтеза — важный шаг вперед на пути синтеза функциональных пептидов лассо. Чтобы продемонстрировать эффективность этого метода, Стемерс применил свой каркас, чтобы заставить оба конца веревки образовать вторую петлю.
Это привело к синтезу совершенно нового класса крендельоподобных молекул, которые амстердамские исследователи придумали квази [1] катенаны. («Настоящие» катенаны состоят из двух слабо переплетенных молекулярных кольцеобразных структур. Французский химик Жан-Пьер Соваж разработал катенаны и разделил Нобелевскую премию со Стоддардом и голландским химиком Беном Ферингой.)
Следующим шагом в исследовательских усилиях амстердамских исследователей по синтезу пептидов лассо будет введение легко разрушаемых связей в квази [1] катенане, чтобы кольца могли быть разблокированы.