德科學(xué)家創(chuàng)造級聯(lián)反應(yīng)新紀(jì)錄，有助于促進(jìn)抗癌藥物的研發(fā)

德國馬克思-普朗克分子生理學(xué)研究所的科學(xué)家成功進(jìn)行了迄今為止最長的級聯(lián)反應(yīng)，創(chuàng)造出級聯(lián)合成的新紀(jì)錄。他們經(jīng)過12個(gè)連續(xù)步驟，快速、高效地合成了復(fù)雜的生物活性物質(zhì)。這種物質(zhì)能干預(yù)細(xì)胞分裂，激發(fā)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行“細(xì)胞自殺”，為抗癌藥物的發(fā)展提供新選擇。

復(fù)雜分子的有機(jī)合成通常費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。為了生產(chǎn)出這類分子，化學(xué)家一般需要按順序進(jìn)行多個(gè)單獨(dú)進(jìn)程，并隔離開每次得到的中間產(chǎn)物，直至最后獲得預(yù)期的成品。相比而言，級聯(lián)反應(yīng)能快速獲得最終產(chǎn)物，與多米諾效應(yīng)相似，只需提供最初的材料并開啟首個(gè)步驟就能通過一系列連續(xù)的中間步驟生成最終的成品。同時(shí)，因?yàn)檎麄€(gè)級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在單個(gè)反應(yīng)容器中，無需特別隔離出中間產(chǎn)物，這也有效節(jié)省了所消耗的時(shí)間、精力和成本。

此次反應(yīng)以簡單的色胺衍生開始，結(jié)合其他9個(gè)不同的單個(gè)反應(yīng)，經(jīng)過12個(gè)步驟，利用2種不同的催化機(jī)制，形成具有四環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的最終產(chǎn)物。整個(gè)反應(yīng)過程僅需要10分鐘至30分鐘，而以傳統(tǒng)方法進(jìn)行生產(chǎn)則需要數(shù)天甚至數(shù)周時(shí)間。

細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)表明，新合成的生物活性物質(zhì)處理過的細(xì)胞沒有一分為二，而是分裂成3個(gè)甚至更多子細(xì)胞。這種變化是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)與特定的核磷蛋白（NPM）以及核因子（Crm1）“捆綁”所致，它們在紡錘體和中心體的形成中扮演了重要角色。這確保了在細(xì)胞分裂過程中，兩個(gè)子細(xì)胞之間染色體的正確分離。因此，活性物質(zhì)處理過的細(xì)胞擁有多個(gè)紡錘體極，而不僅是兩個(gè)。由于染色體不能在中期“調(diào)整”自己的方向，細(xì)胞分裂周期因此停滯不前，直至染色體正確排列時(shí)，細(xì)胞才能進(jìn)行分裂。同時(shí)，以此種方式形成的子細(xì)胞不具有生命活力。

由于核磷蛋白和核因子在細(xì)胞分裂中的核心作用，它們被認(rèn)為是癌癥治療的潛在分子靶標(biāo)。研究人員表示，在此之前還沒有一種活性物質(zhì)能夠同時(shí)囊括這兩種蛋白質(zhì)，因此，新合成的活性物質(zhì)將為腫瘤治療的發(fā)展提供一個(gè)頗具前景的新起點(diǎn)。