结构生物化学/天然产物的贡献

背景

天然产物是由生物体产生的化学物质。它存在于自然界中，并具有可被研究的生物学效应，以支持药物发现和药物设计。即使可以通过全合成制备某种物质，它也被认为是天然产物。

天然产物的来源包括植物、细菌、海洋环境和动物毒液。

粪生生物

粪生生物是专门在动物粪便中繁衍的生物。这些具有领地意识的物种会向附近的真菌喷出有毒化学物质。科学家和研究人员利用这些信息，专门寻找对某些真菌有毒的化学物质，这些化学物质可能对被感染的人类构成潜在危险。

蓝细菌是类似植物的生物，生活在潮湿和潮湿的环境条件下。这些物种已被证明可以成为癌症和细菌细胞杀手的来源。例如，化合物隐藻素-8可以破坏多种肿瘤中的支架。另一种名为majusculamide C的分子专注于真菌，有可能用于治疗人类的真菌相关疾病。

滤食动物是附着在岩石和珊瑚上的生物。这些物种为了食物和其他自然资源而相互竞争。科学家和研究人员已经发现，其中一些强效化学物质可以长期用于治疗癌症和其他致命疾病。

最终，这些天然产物已被科学地用于创造想要和不想要的效果。简而言之，许多这些化学物质在医学领域展现出光明的未来。

蓝细菌

蓝细菌，或称蓝绿藻，是类似植物的生物，生活在潮湿和潮湿的环境条件下。蓝细菌是能够利用阳光产生能量的光合生物。这些微生物可以在称为藻华的菌落中发现，其历史可以追溯到地球上最古老的化石。它们构成了世界上最大的细菌群体之一，并且与许多人类和动物疾病有关。当细菌在几天内过度生长时，就会形成藻华。这些藻华会导致清澈的水变得浑浊。蓝细菌藻华很危险，因为它们会消耗掉它们生长水域中存在的所有氧气，从而杀死那里生活的其他植物和动物。一些蓝细菌甚至会产生一些已知的最强效的天然毒素，而且没有解毒剂。

然而，这些物种已被证明可以成为癌症和细菌细胞杀手的来源。例如，化合物隐藻素-8可以破坏多种肿瘤中的支架。另一种名为majusculamide C的分子专注于真菌，有可能用于治疗人类的真菌相关疾病。

滤食动物

滤食动物是附着在岩石和珊瑚上的生物。这些物种为了食物和其他自然资源而相互竞争。滤食动物使用一种水生摄食方法获取食物。科学家和研究人员已经发现，滤食动物中发现的一些强效化学物质可以长期用于治疗癌症和其他致命疾病。

滤食动物包括海绵，它是最简单的多细胞动物。海绵产生大量毒素，它们要么释放到水中，要么显示在它们的表面上。这些毒素会驱赶任何以海绵为食的捕食者。与这些毒素接触的症状包括：接触部位发红、疼痛、刺痛、瘙痒、肿胀、肿块、恶心，甚至昏厥。

尽管具有毒性，但海绵已证明在对抗传染病和癌症方面具有广阔的前景。科学家已经能够从海绵中提取抗病毒、抗癌和抗肿瘤化合物来创造许多药物。例如，在 20 世纪 50 年代，化学家使用海绵化合物创造了一种治疗疱疹的药物，称为阿昔洛韦（Zovirax），以及一种治疗非霍奇金淋巴瘤的药物，称为阿糖胞苷（Cytosar）。

最终，所有这些天然产物已被科学地用于创造想要和不想要的效果。简而言之，许多这些化学物质在医学领域展现出光明的未来。

海鞘

桶状海鞘

海鞘属于滤食动物类别，对癌症药物的医学研究做出了巨大贡献。海鞘也被称为海鞘，看起来仅仅像一些色彩鲜艳的小斑点，但它为制药界提供的比人们预期的要多得多。例如，在西印度群岛的珊瑚礁中，一种名为桶状海鞘的海鞘有助于对抗癌症。正如伊利诺伊大学的 Ken Rinehart 发现的那样，这种海洋动物含有用于制造名为 Yondelis™ 的抗癌药物的天然物质埃克替纳西丁。尽管这种药物仍处于初步阶段，并且需要进行进一步的研究，但实验室测试已经证实它可以杀死癌细胞并且适合人类服用。

最近，哈佛大学的 Elias J. Corey 发现了在实验室中合成埃克替纳西丁的方法。这很重要，因为要生产一克药物，需要收获超过一吨的海鞘；这显然是一个无效的过程。通过能够合成目标天然产物，科学家正在推动利用天然产物生产有效药物来治疗疾病的进步。

紫杉醇

紫杉醇分子。

卫生与公众服务部，</ref>]] 紫杉醇是一种用于治疗癌症的药物。它来源于一种名为太平洋红豆杉（Taxus brevifolia）的树木的树皮和针叶，提取紫杉醇后，这种树木会死亡。不利的一面是，尽管它是对抗癌症最有效的药物之一，但从大量的红豆杉树皮中产生的紫杉醇样本很少（大约 1200 公斤的树皮可以产生 10 克纯紫杉醇）。由于这种药物的生产对环境产生了负面影响，因此紫杉醇的生产引发了人们对其对红豆杉种群的生态影响的担忧。

紫杉醇通过阻止癌细胞复制来发挥作用。它通过在细胞分裂过程中与微管结合来阻止它们分解来做到这一点。因为微管通常在细胞分裂后会分解，所以微管的存在阻止了细胞分裂成子细胞。

艾巴他定

艾巴他定分子。

艾巴他定是一种存在于厄瓜多尔蛙（Epipedobates tricolor）皮肤上的分子，具有镇痛作用，这意味着它是一种有效的止痛药。尽管研究证明艾巴他定比吗啡更有效的止痛药，但艾巴他定是有毒的，少量剂量即可杀死大型生物。因此，艾巴他定不太可能在医药市场上销售。

艾巴他定通过结合烟碱型乙酰胆碱受体 (nAChR) 结合位点发挥作用。当神经递质与烟碱型乙酰胆碱受体结合时，它会释放多巴胺和去甲肾上腺素，这会导致生物体对疼痛不敏感。

肉毒梭菌

肉毒杆菌毒素分子。

肉毒梭菌是一种细菌，它产生一种称为神经毒素的毒素，这些毒素会导致食物中毒。在20世纪60年代后期，科学家艾伦·斯科特在猴子身上测试了肉毒杆菌毒素A型（BTX-A），并发现BTX-A可用于治疗斜视（一种眼睛没有对齐的疾病）。

肉毒杆菌毒素更广为人知的用途是，当注射到皮肤中时，它能够减少皱纹和皱眉纹。许多名人接受肉毒杆菌毒素（肉毒杆菌毒素的简称）注射来抚平面部皮肤。