Ученые Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского разработали перспективный способ синтеза производных мурамовой кислоты — биологически активных соединений с большим биомедицинским потенциалом, способных «включать» иммунную защиту организма и регулировать ее. Результаты исследования КФУ опубликованы в журнале Tetrahedron.
Производные мурамовой кислоты, в природе встречающиеся сугубо в бактериях, сегодня активно востребованы из-за широкого спектра биологической активности. Недавно биологи выяснили, что с ними способны избирательно взаимодействовать рецепторы в клетках иммунной системы позвоночных животных.
По словам специалистов, срабатывание таких рецепторов сигнализирует организму о проникновении бактериальной инфекции и «запускает» ответ иммунной системы. Данный эффект пригоден для управления иммунной реакцией организма в случаях, когда это необходимо. «Методы органической химии позволяют создать множество синтетических производных мурамовой кислоты, и, в частности, соединения без нежелательных побочных эффектов. Они перспективны как в создании новых лекарственных препаратов, так и в биохимических исследованиях”, – сообщил РИА Новости доцент кафедры органической и биологической химии КФУ Сергей Пертель.
Ученые КФУ разработали новый способ получения производных мурамовой кислоты, позволяющий решить проблемы химического синтеза подобных природных соединений и их аналогов. С помощью классического способа получения мурамовой кислоты, основанного на межмолекулярной реакции замещения, далеко не всегда удается достичь требуемого стереохимического результата: вместо необходимой структуры возникает несколько молекул, отличающихся расположением атомов в пространстве.
Специалисты КФУ установили, что во внутримолекулярной реакции действуют особые факторы, влияющие на стереохимический результат превращения, и объяснили, как именно они работают.
«Мы осуществили синтез в варианте внутримолекулярного превращения, когда реакционные центры зафиксированы в одной молекуле и определенным образом ориентированы относительно друг друга. В результате него во всех случаях возникало одинаковое пространственное расположение атомов в молекуле продукта и образовывалось одно и то же вещество – несмотря на применение исходных соединений с разным пространственным строением», – рассказал Сергей Пертель.
По его словам, этот необычный эффект не объяснить из классических представлений о механизме используемой реакции. Ответ ученым КФУ дал анализ пространственных взаимодействий в молекулах исходных веществ: расположение атомов в молекулах одного из исходных соединений было неблагоприятным для реакции внутримолекулярного замещения – но это превращение все же могло происходить, так как реакция направлялась по другому, более сложному, пути. На этом пути возникало несколько промежуточных соединений, однако в итоге воспроизводился тот же стереохимический результат, что и при использовании вещества, для которого прямое замещение было возможным.
«Мы планируем и дальше изучать факторы, влияющие на формирование пространственной структуры продуктов внутримолекулярных химических реакций. Наша цель – общий подход к созданию молекул любого необходимого пространственного строения, независящего от геометрии реакционных центров в исходных веществах», – заявил Сергей Пертель.
Специалисты также продолжают синтезирование производных и аналогов мурамовой кислоты с помощью нового метода. Это поможет получить более сложные олигосахаридные производные, соответствующие повторяющемуся звену полисахаридов в клеточной стенке бактерий и бактериальных спор. Такие вещества могут обнаружить ценные свойства и вызвать большой интерес современной биомедицины.
