真菌来源的化合物维的西林A在半个多世纪前就被发现，并因其潜在的抗癌作用而备受关注。但由于天然来源极其稀少、提取难度很大，人们长期以来只能对它进行有限的研究。如今，科学家首次在实验室中成功实现了这种化合物的人工合成，为深入探索其抗癌机制和药物开发前景打开了大门。
能够按需合成维的西林A被视为一项重要突破。在自然界中，它只存在于某些微小真菌内，含量极低，几乎无法稳定获取。过去，其复杂的分子结构以及本身的不稳定性，使得人工合成屡屡受挫。来自麻省理工学院和哈佛医学院的研究团队，最终克服了这些长期存在的技术障碍。
研究人员的关键思路，是在此前合成相似化合物的方法基础上进行重新设计。那些已被合成的分子与维的西林A在结构上只相差少数原子，但正是这些细微差别，大幅提高了合成难度。团队通过重新安排反应步骤，并在关键阶段保护脆弱的化学键，成功构建出目标分子所需的精确三维结构。
从结构上看，维的西林A由两个完全相同的分子单元结合而成，属于典型的二聚体分子。虽然概念上并不复杂，但在实际操作中，这两个部分必须以极其精确的空间方式结合，才能形成具有生物活性的化合物。研究团队经过16个合成步骤，最终实现了这一点，并在最后阶段“释放”关键官能团，使分子达到理想状态。
研究负责人表示，这项工作让他们更加清楚地认识到反应时机和步骤顺序的重要性，有些关键的“缔结”过程必须被彻底重新安排，才能避免合成失败。
在获得稳定的合成产物后，研究人员将维的西林A及其多种结构变体，用于测试弥漫性中线胶质瘤（DMG）细胞。这种脑癌侵袭性极强，主要影响儿童。实验结果显示，与维的西林A结构相关的分子依然能够有效杀伤这些癌细胞，与此前的研究发现一致。
进一步的分析还表明，新合成的化合物能够在细胞内部准确作用于其预期的蛋白质靶点，说明这种人工合成的分子不仅在结构上正确，也在功能上保持了生物活性。
随着维的西林A首次被成功合成，科学家们终于可以系统地研究它与癌症之间的相互作用，并探索如何将这种天然化合物转化为可行的治疗方案。研究团队表示，天然产物一直是药物研发的重要源泉，未来他们将结合化学、化学生物学、癌症生物学以及临床研究等多方面的力量，全面评估这些分子的治疗潜力。
本文译自：sciencealert .由olaola编辑发布