11种奇妙化学物质:八角可合成禽流感药物

   据美国《连线》杂志报道，虽然大自然可以生成各种各样的化学物质，可以治疗癌症，诱发奇异的幻觉，但并不能对其进行“批量生产”。制药企业和医学研究人员需要过于罕见或难以从野外获得的东西时，他们往往会求助于化学家。以下是科学家在实验室重造的11种最不同寻常的化学物质。

科学家在八角(香料)中发现了制造达菲的物质——莽草酸


    1.抗击禽流感的莽草酸

    2005年，当治疗禽流感的药物达菲(tamiflu)出现延期交货时，有人担心这种遏制禽流感扩散的药物会不够，人们由此人心惶惶。然而，研究人员后来在中国八角(香料)中发现了制造达菲的物质——莽草酸，导致这种材料供不应求。

    禽流感危机发生前几年，约翰·帕拉克(John Pawlak)和格伦·波奇托尔德(Glenn Berchtold)在麻省理工学院的实验室中成功制成这种宝贵的酸性物质。尽管他们的方法给人留下深刻印象，但在商业上却行不通。幸运的是，过去几年，一些实验室已经找到了不用任何莽草酸制造达菲的方法。时间将告诉我们医药公司是否会采纳这些技术。


在葡萄皮中发现的化学物质——白藜芦醇

  2.白藜芦醇可能有助延年益寿

    适度喝红葡萄酒被认为对人体有许多益处，但科学家一直不确切清楚其中的原因。有些科学家认为，在葡萄皮中发现的化学物质——白藜芦醇(resveratrol)能使人体仿佛如坚持低热量饮食一般运转。还有研究人员认为，红葡萄酒的健康益处源自抗氧化剂或原花青素。不过，任何可以延年益寿的物质定会引起人们广泛兴趣。因此，一些科学家一直在培育白藜芦醇和类似物质，因为他们认为这些物质具有延年益寿的功效。

   3.四氢大麻酚

    对于一些疾病来说，医生选用的治疗方法是药用大麻。但大麻的活性成分四氢大麻酚(THC)很难提取。许多研究人员成功制成了这种物质，但他们的成果常常遭受化学分子的污染，令其与真正的四氢大麻酚稍有不同，不具备与四氢大麻酚相同功效。

    斯坦福大学研究人员巴里·特罗斯特和卡林蒂·多格拉(Kalindi Dogra)通过采用钼催化剂制造四氢大麻酚，可以避免上述问题。他们最终成功制出这种物质。特罗斯特和多格拉的研究得到了默克公司和美国国立卫生研究院的资助，研究结果证明了钼催化剂的效力，但迄今，种植大麻仍是制造四氢大麻酚的最有效方法。

   4.雪卡毒素


    如果食用了有毒的鱼，你会开始注意到，冷的东西给人炙热般的感觉，热的东西给人冰凉的感觉。这种不同寻常的病症是由雪卡毒素引起的。雪卡毒素可能是地球上最奇特的毒物。雪卡毒素是一种个头大的分子，由细菌生成，存在于热带掠食性鱼类(如红鲷鱼)的肉中。

    由于雪卡毒素的大小和复杂性，有机化学家将制成雪卡毒素的挑战当作一种乐趣，但同样重要的是，他们身边应该有充足的雪卡毒素可用，以便试验用于治疗疾病。幸运的是，日本大阪大学研究人员井上雅之和平间智广(Masahiro Hirama)成功发明了人造雪卡毒素。

   5.天然迷幻剂鼠尾草

    “迷幻”鼠尾草比其他任何一类天然迷幻剂都有效力，可能还具有抗抑郁功效。鼠尾草所含的活性成分Salvinorin A可以诱发一种称为“kappa型阿片受体”的蛋白，扰乱你的思想。研究表明，kappa型阿片受体会影响情绪、食欲、疼痛和上瘾行为。“迷幻”鼠尾草的应用目前尚不清楚，但有一定毋庸置疑，那就是这种药物一定极富前景。

    研究人员一直在对“迷幻”鼠尾草进行人工合成。日本新泻大学研究人员在一个20步的进程中，从零开始制造这种药物。由美国俄荷华大学科学家托马斯·普利辛扎诺(Thomas Prisinzano)领导的另一个研究小组创新性地提出了生成类似化学分子的方法，这种化学分子可被用以研究神经系统。每种化学物质对大脑的影响都稍有不同，研究人员通过对动物实验，已经对Salvinorin A的未来用途有了深入了解。

    6.帮助揭开癌症工作机制的鬼笔毒环肽

    如果不小心吃了毒菇“白毒伞”，你人生的下一站恐怕会是太平间。白毒伞含有一种称为amantin的化学物质，amantin会破坏你的肝脏和肾脏。除此之外，白毒伞还含有一种称为鬼笔毒环肽(phalloidin)的有毒物质，这种物质一般吸附在细胞支架上。鬼笔毒环肽的致命性不强，具有一个颇富前景的用途：通过让这种毒素吸附于荧光染料上面，研究人员可以研究细胞的内部工作机制，窥视细胞如何分裂。通过这些观察，他们可以揭开癌症工作机制和组织生长之谜。

    美国加州大学圣克鲁斯分校的两位化学家斯科特·洛基和劳拉·舒利斯科(Laura Schuresko)利用一种称为固体阶段合成(solid-phase synthesis)的手法，制造出这种致命物质。他们不是将几种化学物质放入烧瓶混合，让它们自由飘浮，而是在化学反应期间对其中一种化学物质进行适当约束，这样一来，研究人员在复杂的化学反应过程中可以更好地对其进行控制。

   7.柏克利酸

    在距离美国蒙大拿理工学院校园不远处的荒废的柏克利露天矿坑(Berkeley Pit)内，是一条流淌着有毒液体的湖泊。湖水高度酸性，里面处处是重金属，长满了奇异的菌类。另外，湖水还含有一种微生物，这种微生物可能是治疗卵巢癌的良药。

    唐·斯蒂尔勒和安德里亚·斯蒂尔勒(Andrea Stierle)在2006年发现这种微生物可以产生具有救命潜力的化学物质，并根据柏克利露天矿坑将其命名为柏克利酸(Berkelic Acid)。3年后，布兰迪斯大学的巴里·斯奈德及其同事从零开始制成这种宝贵的物质。尽管斯奈德“13步”良方并不是特别有效，但确实向世界提供了深入了解潜在药物的方法。

    8.最有效的抗癌药物之一紫杉醇

    作为目前市面上最有效的抗癌药物之一，紫杉醇(TAXOL)取自太平洋紫杉。20世纪60年代，研究人员在一个政府项目中发现了紫杉醇，这个项目旨在在植物萃取物中发现有用药物。紫杉醇在首次人体试验中就表现出良好的前景，但环保主义者意识到，萃取更多紫杉醇将会使太平洋紫杉濒临灭绝。于是，研究人员开始争相在实验室中制造这种药物。

    皮埃尔·庞蒂尔(Pierre Potier)领导的一个法国研究小组在1988年发现，他们可以通过改变欧洲紫杉的化学物质成功制成紫杉醇。但他们的方法效率过低，无法进行批量生产。美国佛罗里达州立大学化学家罗伯特·霍尔顿在法国研究小组的基础上，于1994年首次提出了在实验室制造紫杉醇的切实可行的方法。

    其他研究人员也纷纷仿效，有些还尝试通过更先进的输送系统(delivery systems.)改善最早开发的药物。目前市面上就存在包括多烯紫杉醇(Docetaxel)在内的多种与紫杉醇有关的抗癌药物。美国食品药品管理局已批准生产紫杉醇纳米制剂(Abraxane)，这是一种将紫杉醇包在蛋白纳米颗粒中的药物。另一种纳米颗粒蛋白结合紫杉醇Xyotax目前正处于第三阶段的临床实验。

   9.可用作止痛药的225H

    一种在两栖动物身上发现的化学物质225H是离子通道阻滞剂(blocker)。这意味着它可以改变神经系统的“总开关”，这一发现对神经系统科学研究人员来说具有重大意义。225H还被用作止痛药，或是用以帮助吸烟者戒烟。但问题是225H在自然界十分罕见。

    美国新奥尔良大学的研究人员马克·特鲁德尔(Mark Trudell)碰巧从事上述两方面的研究。他发明了抗击吸毒上瘾的化学物质，还通过有毒青蛙合成了某些有用的分子。通过将这两方面的专长结合起来，特鲁德尔在实验室中成功制造出225H：利用一系列化学反应将可卡因转变为这种梦寐以求的化合物。如今，对225H的测试不必再依赖于这些两栖动物。
   10.产生雨水气息的土臭素

    这种雨水气味来自于细菌而非云。天空降雨时，它们会刺激土壤，释放出一种称为土臭素(Geosmin)的化学物质，土臭素是一种由泥土中微生物产生的挥发性物质。它还具有泥土气息，有时会破坏食物的味道，尤其是水、葡萄酒、甜菜和鱼，让人感觉很恶心。美国西北大学研究人员詹姆斯·马歇尔和艾伦·霍奇斯特勒(Alan Hochstetler)在1968年成功培育出土臭素，但他们的成果杂质很多。

    2003年，布朗大学的戴维·卡尼和同事了解到，有些微生物具有一种特殊基因，这种基因可以让它们从相对常见的化学物质farnesyl diphosphate中生成土臭素。由于没有任何明确用途，在化学家们掌握熟练培育土臭素的方法以前，已经三十年过去了。目前，土臭素仍旧前途不明——也许是一种散发着泥土气息的古龙香水？

   11.Psymberin

    美国加州大学圣克鲁斯分校的菲尔·克鲁斯研究小组2004年在海绵中发现了一种可以杀死肿瘤的化学物质，他们称其为psymberin。同一年，由亚利桑那大学教授乔治·佩吉特领导的另一个研究小组在马来西亚海岸附近不同的海绵体中发现了同样的物质。实际上，海洋中到处都是抗癌药物。二十多种从海洋生物体内提取的化学物质已进入人体临床实验。

    克鲁斯及其学生从海洋生物中提取了多种颇富前景的奇特化学物质，测试它们抗击癌症和其他疾病的效力。psymberin是一种个头大、有些复杂的分子。尽管如此，这并没有阻止有机化学家随后在实验室中成功造出这种分子。就在今年，先灵葆雅研究院(SPRI)的一个研究小组报告了制造psymberin的新方法。



    (来源:新浪科技 孝文)