Les chimistes de Scripps Research ont inventé une méthode efficace pour fabriquer une version synthétique du composé végétal bilobalide, qui est naturellement produit par les arbres gingko. C'est un exploit important car le bilobalide - et ses composés étroitement apparentés - ont une valeur commerciale potentielle en tant que médicaments et insecticides "verts".

Les arbres de ginkgo produisent le composé pour repousser les insectes nuisibles, mais il est effectivement non toxique pour les humains. La méthode, Publié dans La nature , permet aux chimistes de fabriquer et d'étudier le bilobalide et les composés apparentés relativement facilement et à un prix beaucoup plus abordable qu'auparavant.

"Ce procédé démontre comment inventer les bonnes nouvelles réactions chimiques permet d'accéder rapidement à des composés naturels complexes, " dit Ryan Shenvi, Doctorat., professeur au département de chimie de Scripps Research. "Maintenant, nous pouvons accéder au bilobalide et à l'espace chimique qui l'entoure, dont beaucoup pourraient avoir des propriétés encore meilleures."

L'arbre ginkgo ( Ginkgo biloba ) est considéré comme un fossile vivant. Des espèces étroitement apparentées vivaient sur Terre il y a 270 millions d'années, avant les dinosaures, et a réussi à survivre aux cataclysmes mondiaux ultérieurs qui ont éteint les dinosaures ainsi que la plupart des autres types de plantes et d'animaux.

Sans surprise, étant donné cet héritage, les arbres de ginkgo individuels d'aujourd'hui sont exceptionnellement robustes et vivent longtemps; certains spécimens auraient des milliers d'années. La médecine traditionnelle chinoise comprend l'utilisation d'extraits de ginkgo pour une variété de maux, et même les feuilles auraient été utilisées dans les temps anciens comme signets pour se protéger contre les insectes mangeurs de papier comme les poissons d'argent.

Un facteur probable de G. biloba La longévité est l'ensemble des composés insecticides présents dans ses feuilles et ses noix. Ceux-ci incluent des composés de ginkgolide, qui peuvent provoquer des saignements dangereux chez les humains qui les ingèrent à des doses suffisamment élevées, mais aussi le bilobalide moins connu, qui a des effets puissants sur les insectes mais semble être essentiellement non toxique pour les humains. Le bilobalide se décompose également rapidement dans l'environnement, ajoutant à ses attributs pour un insecticide "vert".

Cependant, Le bilobalide a une structure carbone-squelette complexe avec huit atomes d'oxygène, ce qui le rend intrinsèquement difficile à synthétiser. Les méthodes précédemment publiées étaient longues, en partie à cause de la difficulté de placer tous ces atomes d'oxygène dans les bonnes positions.

"Nous avons essayé une approche différente, " dit Shenvi. " Plutôt que de ciseler la structure en mettant des atomes d'oxygène un par un, nous avons commencé par grand, fragments contenant de l'oxygène, puis les a reconstitués, comme assembler des meubles Ikea."

La nouvelle méthode de synthèse, développé principalement par les étudiants diplômés Meghan Baker et Robert Demoret, ainsi que le post-doctorant Masaki Ohtawa, a abouti à une procédure dans laquelle l'architecture moléculaire en forme de bol a été ouverte et un atome d'oxygène final a été placé à un endroit précis à l'intérieur.

« Découvrir comment faire la dernière partie a été un effort monumental, " dit Shenvi.

La synthèse, dans l'ensemble, implique beaucoup moins de temps et d'efforts par rapport aux méthodes antérieures, et son développement signifie que les chimistes disposent désormais d'une méthode de synthèse organique pratique pour fabriquer non seulement du bilobalide mais aussi des composés dérivés, afin d'étudier leurs propriétés en tant qu'insecticides ou même en tant que produits pharmaceutiques potentiels. Des chercheurs ont rapporté dans des études précédentes que le bilobalide renverse les déficits cognitifs dans un modèle animal du syndrome de Down, et qu'il protège les neurones dopaminergiques dans un modèle de la maladie de Parkinson.

"Nous nous sommes d'abord intéressés au bilobalide en raison de sa pertinence potentielle pour les neurosciences humaines, " dit Shenvi. " Cependant, puisque le mot s'est répandu sur la nouvelle synthèse, nous avons eu la plus forte manifestation d'intérêt de la part de l'industrie agrochimique, en raison des bonnes caractéristiques du bilobalide en tant qu'insecticide et de son profil d'innocuité."

Shenvi et ses collègues prévoient d'utiliser leur nouvelle méthode pour fabriquer des analogues du bilobalide et explorer leurs propriétés.