Het supramoleculaire kooitje.

Voor het eerst lukt het om het antihoestmiddel eucalyptol te synthetiseren zonder een cyclase-enzym als katalysator. Een supramoleculair kooitje neemt het buig- en kneedwerk over, melden onderzoekers van de Technische Universität München in Nature Chemistry.

Voorlopig is de efficiëntie van het kooitje nog een paar ordegroottes lager dan die van een echt cyclase. Maar het kán, en de auteurs voorzien op termijn een revolutie in de laboratoriumsynthese van complexe terpenen.

Dat eucalyptol, het hoofdbestanddeel van eucalyptusolie, is een cyclisch terpenoïde. Het ontstaat uit het monoterpeen geraniol, de belangrijkste geurstof uit geraniumachtigen, door een kop-staart-ringsluitingsreactie. Daarvoor moet je het eerst ioniseren, en is bovendien een isomerisatie nodig die op papier onmogelijk lijkt, gezien de hoogte van de energiebarrière.

In vitro leken eucalyptol en andere cyclische terpenen dan ook alleen te synthetiseren via een reeks omwegen die een bonte mix van ongewenste nevenproducten opleveren. Planten hebben er echter weinig moeite mee. Die zetten cyclase-enzymen in die het uitgangsmolecuul nauw omsluiten, het in de gewenste vorm buigen en het onder milde condities ioniseren met behulp van een tweewaardig metaalion - in het lab heb je daar een sterk zuur voor nodig.

De Münchense organicus Konrad Tiefenbacher heeft nu bedacht hoe je de actieve holte van zo’n cyclase-enzym kunt namaken uit zes resorcinareenmoleculen, die in een apolair oplosmiddel zichzelf assembleren tot een octaëder. De holle structuur wordt door waterstofbruggen bij elkaar gehouden; kennelijk kan hij nu en dan even opengaan om een terpeenmolecuul binnen te laten.

En dan zuigen de gezamenlijke aromaatringen hard genoeg aan de elektronen van het terpeen om het te ioniseren, en zo de omzetting in een cyclisch terpeen op gang te brengen. Het meest verrassend is volgens Tiefenbacher dat de eerder genoemde isomerisatie wel degelijk blijkt op te treden, al snapt hij nog niet hoe, en dat je dus niet mag uitsluiten dat het in het cyclase-enzym eveneens gebeurt.

bron: TU München