I chimici della Scripps Research hanno inventato un metodo efficiente per produrre una versione sintetica del composto vegetale bilobalide, che è prodotto naturalmente dagli alberi di gingko. È un'impresa significativa perché la bilobalide e i composti strettamente correlati hanno un potenziale valore commerciale come medicinali e insetticidi "verdi".

Gli alberi di ginkgo producono il composto per respingere gli insetti nocivi, ma è effettivamente non tossico per l'uomo. Il metodo, pubblicato in Natura , consente ai chimici di produrre e studiare bilobalide e composti correlati in modo relativamente semplice e molto più economico di quanto fosse possibile in precedenza.

"Questo processo dimostra come inventare le giuste nuove reazioni chimiche consente un rapido accesso a composti naturali complessi, "dice Ryan Shenvi, dottorato di ricerca, professore presso il Dipartimento di Chimica di Scripps Research. "Ora possiamo accedere al bilobalide e allo spazio chimico che lo circonda, molti dei quali potrebbero avere proprietà ancora migliori."

L'albero del ginkgo ( Ginkgo biloba ) è considerato un fossile vivente. Specie strettamente imparentate vivevano sulla Terra 270 milioni di anni fa, prima dei dinosauri, ed è riuscito a sopravvivere ai successivi cataclismi globali che hanno estinto i dinosauri e la maggior parte degli altri tipi di piante e animali.

Non sorprende, data quell'eredità, i singoli alberi di ginkgo oggi sono insolitamente resistenti e longevi; si dice che alcuni esemplari abbiano migliaia di anni. La medicina tradizionale cinese prevede l'uso di estratti di ginkgo per una varietà di disturbi, e si dice che anche le foglie siano state usate nell'antichità come segnalibri per proteggersi dagli insetti mangiatori di carta come i pesciolini d'argento.

Un probabile fattore in G. biloba la longevità è l'insieme dei composti insetticidi presenti nelle sue foglie e noci. Questi includono composti di ginkgolide, che possono causare emorragie pericolose negli esseri umani che le ingeriscono a dosi sufficientemente elevate, ma anche il meno noto bilobalide, che ha potenti effetti sugli insetti ma sembra essere essenzialmente non tossico per le persone. La bilobalide si decompone rapidamente anche nell'ambiente, aggiungendo ai suoi attributi per un insetticida "verde".

Però, bilobalide ha una complessa struttura carbonio-scheletrico con otto atomi di ossigeno che lo rende intrinsecamente difficile da sintetizzare. I metodi precedentemente pubblicati erano lunghi, in parte a causa della difficoltà di portare tutti quegli atomi di ossigeno nelle posizioni corrette.

"Abbiamo provato un approccio diverso, "Shenvi dice. "Piuttosto che cesellare la struttura inserendo atomi di ossigeno uno per uno, abbiamo iniziato con grandi, frammenti contenenti ossigeno, e poi li ho messi insieme, come assemblare mobili Ikea."

Il nuovo metodo di sintesi, sviluppato principalmente dagli studenti laureati Meghan Baker e Robert Demoret, così come il postdoc Masaki Ohtawa, culminato con una procedura in cui è stata aperta l'architettura molecolare simile a una ciotola e un atomo di ossigeno finale è stato posizionato in una posizione precisa al suo interno.

"Capire come fare l'ultima parte è stato uno sforzo monumentale, " dice Shenvi.

La sintesi, su tutto, richiede molto meno tempo e fatica rispetto ai metodi precedenti, e il suo sviluppo significa che i chimici ora hanno un metodo pratico di sintesi organica per produrre non solo bilobalide ma anche composti derivati, al fine di indagare le loro proprietà come insetticidi o anche come potenziali prodotti farmaceutici. I ricercatori hanno riportato in studi precedenti che il bilobalide inverte i deficit cognitivi in ​​un modello animale di sindrome di Down, e che protegge i neuroni della dopamina in un modello di malattia di Parkinson.

"Siamo stati inizialmente interessati al bilobalide a causa della sua potenziale rilevanza per le neuroscienze umane, " dice Shenvi. "Tuttavia, poiché si è sparsa la voce sulla nuova sintesi, abbiamo avuto la più forte manifestazione di interesse dall'industria agrochimica, a causa delle buone caratteristiche del bilobalide come insetticida e del suo profilo di sicurezza."

Shenvi e i suoi colleghi hanno in programma di utilizzare il loro nuovo metodo per creare analoghi del bilobalide ed esplorarne le proprietà.