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  本报讯 据美国物理学家组织网12月26日报道,德国马克思-普朗克分子生理学研究所的科学家成功进行了迄今为止最长的级联反应,创造出级联合成的新纪录。他们经过12个连续步骤,快速、高效地合成了复杂的生物活性物质。这种物质能干预细胞分裂,激发肿瘤细胞进行“细胞自杀”,为抗癌药物的发展提供新选择。

  复杂分子的有机合成通常费时又费力。为了生产出这类分子,化学家一般需要按顺序进行多个单独进程,并隔离开每次得到的中间产物,直至最后获得预期的成品。相比而言,级联反应能快速获得最终产物,与多米诺效应相似,只需提供最初的材料并开启首个步骤就能通过一系列连续的中间步骤生成最终的成品。同时,因为整个级联反应发生在单个反应容器中,无需特别隔离出中间产物,这也有效节省了所消耗的时间、精力和成本。

  此次反应以简单的色胺衍生开始,结合其他9个不同的单个反应,经过12个步骤,利用2种不同的催化机制,形成具有四环系统复杂分子结构的最终产物。整个反应过程仅需要10分钟至30分钟,而以传统方法进行生产则需要数天甚至数周时间。

  细胞培养试验表明,新合成的生物活性物质处理过的细胞没有一分为二,而是分裂成3个甚至更多子细胞。这种变化是因为活性物质与特定的核磷蛋白(NPM)以及核因子(Crm1)“捆绑”所致,它们在纺锤体和中心体的形成中扮演了重要角色。这确保了在细胞分裂过程中,两个子细胞之间染色体的正确分离。因此,活性物质处理过的细胞拥有多个纺锤体极,而不仅是两个。由于染色体不能在中期“调整”自己的方向,细胞分裂周期因此停滞不前,直至染色体正确排列时,细胞才能进行分裂。同时,以此种方式形成的子细胞不具有生命活力。

  由于核磷蛋白和核因子在细胞分裂中的核心作用,它们被认为是癌症治疗的潜在分子靶标。研究人员表示,在此之前还没有一种活性物质能够同时囊括这两种蛋白质,因此,新合成的活性物质将为肿瘤治疗的发展提供一个颇具前景的新起点。

  (张巍巍)

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