В 2025 году впервые в лаборатории синтезировали вертициллин A — сложное соединение из грибов, открытое ещё в 1970-х. Оно перспективно для лечения рака, но его структура была такой хитрой, что химики бились десятилетиями. Разница с похожими молекулами — всего два атома!
Вертициллин A — это суперсложная молекула из класса эпиполитодиоксипиперазиновых (ETP) алкалоидов, которую производят некоторые грибы (в основном из рода Clonostachys или Bionectria, хотя изначально её связывали с Verticillium).
История открытия:
Его выделили в 1970 году из грибных культур. Грибы используют такие соединения как "оружие" против патогенов. С тех пор вертициллин A привлекал внимание из-за мощной антираковой и антимикробной активности, но из-за крошечных количеств в природе и экстремальной сложности структуры его почти не изучали глубоко.
Структура:
Это димерная молекула (две симметричные части, соединённые углерод-углеродной связью) с формулой C₃₀H₂₈N₆O₆S₄. У неё куча колец (октациклическая система), вицинальные четвертичные центры, гидроксильные группы на C11 и C11', и самое крутое — два эпидитиодиоксопиперазиновых мостика (дисульфидные мосты S-S через дикетопиперазиновые кольца). Эти серные мосты делают молекулу очень реактивной и токсичной для клеток. Разница с похожим соединением (11,11'-дидеоксивертициллином A) — всего в двух атомах кислорода (гидроксилах), но именно они делали синтез адски сложным.
Вот как выглядит химическая структура (2D):
А вот 3D-модель молекулы:
MIT chemists synthesize a fungal compound that holds promise for ...
Прорыв 2025 года:
Только в 2025 году (буквально недавно!) химики из MIT под руководством Mohammad Movassaghi впервые провели полный лабораторный синтез (+)-вертициллина A. Это заняло более 50 лет попыток! Раньше в 2009 году та же лаборатория синтезировала похожий, но проще вариант без двух гидроксилов. Ключевые хитрости: маскировка дисульфидов, радикальная димеризация и фотохимическое раскрытие. Синтез включает около 16 шагов от производного аминокислоты.
Почему это важно для медицины?
Вертициллин A — мощный антираковый агент. Он индуцирует апоптоз (программированную смерть клеток), вызывает повреждение ДНК, меняет эпигенетику (метилирование гистонов H3K27me3), взаимодействует с белком EZHIP. Особенно перспективен против агрессивных опухолей мозга у детей — диффузной срединной глиомы (diffuse midline glioma), где производные вертициллина A убивают клетки в наномолярных концентрациях. Также работает против рака яичников, колоректального, сарком и других, преодолевая резистентность к стандартным препаратам (например, к TRAIL).
Теперь, с синтезом, можно делать модифицированные версии (например, N-сульфонилированные) для лучшей эффективности и меньшей токсичности. Планируют тесты на животных и дальше — клинические испытания.
Гриб, производящий такие молекулы (для контекста):
Verticillin A is likely not produced by Verticillium sp. | The ...
Круто, правда? Это один из тех случаев, когда химия открывает дверь к новым лекарствам от рака.