Projektbeschreibung
Wie ein neuartiges automatisches Fließband natürlichen Produkten ähnelnde komplexe Verbindungen liefert
Die Proteinsynthese ist ein komplexer mehrstufiger Prozess, den die synthetische Chemie mit Erfolg zur Herstellung von Oligopeptiden und Oligonukleotiden ausnutzen konnte. Gegenwärtig fehlt noch ein ähnliches automatisiertes Verfahren, das uns die Tür zu komplexen Naturstoffen öffnen könnte. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen kombiniert das Projekt PROTEAS nun zwei hochmoderne Methoden, um dieses Hindernis aus dem Weg zu räumen. Ziel der Technologie ist eine schnelle „Fließbandsynthese“ linearer Terpen- oder Terpenoidvorläufer, gefolgt von einer Kopf-zu-Schwanz-Zyklisierung unter Einsatz eines neuartigen supramolekularen Kapselkatalysators. Hier eröffnet sich die Möglichkeit einer automatisierten und schnellen Produktion von Verbindungen auf Basis von Terpenen, jener größten und vielfältigsten Gruppe natürlich vorkommender Verbindungen, welche die Hauptbestandteile ätherischer Öle aus Pflanzen bilden.
Ziel
Recent advances in the development of iterative synthetic methodology (“assembly-line synthesis”) have the potential to bring about a paradigm shift in small molecule synthesis, by providing automated protocols similar to those used for oligopeptide and oligonucleotide synthesis. However, a clear limitation of such systems has been the synthesis of topologically complex frameworks. Drawing inspiration from Nature, this project aims to address this issue by providing an innovative protocol for the automated synthesis of complex natural product-like scaffolds. This will be done by combining two cutting-edge methodologies:
(i) the automated synthetic platform developed by the Burke group in the University of Illinois at Urbana-Champaign, which can rapidly provide libraries of small molecules by the iterative coupling of N-methyliminodiacetic acid (MIDA) boronate building blocks, and
(ii) a novel supramolecular capsule catalyst developed by the Tiefenbacher group at the University of Basel, which has the unique capability to catalyse the tail-to-head terpene cyclization, the same transformation employed by Nature to give rise to the myriad of known terpene structures.
The Burke group’s small molecule synthesizer will thus be used to rapidly assemble linear terpenoid precursors, which will then be subjected to tail-to-head terpene cyclization via the Tiefenbacher group’s catalyst to form cyclized terpenoid structures. The project will identify factors that influence the course of the cyclization and develop methods to control it so that desired scaffolds are produced on-demand. At its conclusion, it aims to provide a platform for the automated preparation of natural product-like compounds that will greatly impact chemical biology and medicinal chemistry research.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF-GF - Global FellowshipsKoordinator
4051 Basel
Schweiz