Международная группа исследователей из Германии, США и Японии разработала метод краткого синтеза тетродотоксина (ТТХ) — смертельного природного яда, который вырабатывается в организме рыбы фугу (иглобрюха). Команда предложила процесс из 22 этапов, который позволяет создавать биологически активный аналог нейротоксина из доступных материалов. Способ эффективнее всех существующих в 30 раз и его можно масштабировать для разработки нового поколения обезболивающих.
Тетродотоксин, кроме иглобрюхов, производят некоторые ядовитые улитки, осьминоги, тритоны, лягушки и черви. Для ученых он до сих пор остается до конца не изученной загадкой: соединение имеет сложную структуру и крайне нестабильно при выделении у живых существ. Создать его химическую копию в лабораторных условиях, чтобы токсин можно было масштабно производить, безуспешно пытались в разных частях света с конца XIX века.
Команда нового исследования представила синтез высокоэффективного тетродотоксина, который начинается с производного глюкозы и включает 22 этапа, что, по словам разработчиков, является самым кратким путем. На выходе ученые получают 11% вещества от исходных коммерчески доступных материалов, что считается впечатляющим результатом.
Руководители исследования заявили: их метод на сегодня не только самый эффективный, но и единственный, который позволит производить ТТХ и его производные в больших объемах.
«Основной проблемой при синтезе тетродотоксина является его высокая химическая сложность, химическая нестабильность, а также сложность его очистки и выделения».
Дирк Траунер профессор химического факультета Нью-Йоркского университета
Ради чего все труды?
Животные используют это соединение для самообороны: тетродотоксин — мощный паралитик. Он легко и быстро всасывается в кровь и закупоривает натриевые проводящие каналы в мембранах нервных клеток, действуя как пробка. Таким образом токсин блокирует проводимость импульсов в нервных цепях.
Эти способности ученые рассчитывают использовать для создания нового поколения эффективных обезболивающих. Нервные сигналы, которые подавляет тетрододтоксин, участвуют в ощущении боли организмом. Поэтому ученые так упорно пытались научиться его производить.
В медицине давно существует большая потребность в новых механизмах анестезии, которая бы не вызывала привыкания и таких побочных эффектов, как опиоиды. Авторы метода планируют использовать его как платформу для дальнейших разработок производных нейротоксина.
