La química de los compuestos naturales: la relación estructura-actividad

Uno de los propósitos más ambiciosos de la química moderna es encontrar la relación entre la estructura molecular de productos orgánicos y la función biológica que cumplen. Los químicos trabajaron en forma paralela con las líneas de investigación médica, sobre todo a partir de la década del 20, y obtienen resultados trascendentales en el campo de las vitaminas, hormonas, proteínas, ácidos nucleicos y otros compuestos asociados a la vida.

El primer descubrimiento en el campo de las hormonas fue el de la adrenalina por el químico estadounidense de origen japonés Jokichi Takamine (1854-1922), que logra aislarla y cristalizarla en forma pura a partir de extractos de las secreciones de la médula de las glándulas suprarrenales.

Los trabajos de Adolf Windaus (1876-1959) sobre los esteroles y su profunda relación con las vitaminas abrieron el campo de las hormonas sexuales. Estas investigaciones tuvieron una gran incidencia en la posibilidad de sintetizar la cortisona.

La química británica Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910–1994) empleó durante largos años el análisis de rayos X para la determinación de las configuraciones moleculares de la penicilina, la vitamina B-12, la insulina y otras importantes proteínas.

Francis Crick (1916- 2004) y el estadounidense James Watson (1928-) describieron el primer modelo de doble estructura helicoidal para los ácidos nucleicos, y por esta contribución compartieron el premio Nobel en Fisiología y Medicina en 1962.

A partir de la década del treinta, en la institución que luego dio origen a la Universidad de Rockefeller se trabajaba en el campo de la química de los compuestos naturales Uno de los iniciadores de este movimiento es John H. Northrop (1891–1987), premio Nobel en 1946, por su contribución al aislamiento y determinación estructural de las importantes enzimas digestivas proteolíticas, tripsina y pepsina. En esta institución transcurren las trascendentales investigaciones de William H. Stein (1911–1980) y Stanford Moore (1913-1982), que representan una contribución decisiva a la comprensión de la relación entre actividad catalítica y estructura de los sitios activos de la ribonucleasa; así como los estudios de nuevas rutas en la síntesis de péptidos y proteínas en una matriz sólida conducidos por Robert B. Merrifield (1921-).

En los laboratorios de investigación de la Universidad de Harvard se concentró un equipo de químicos relevantes a fines de los años cincuenta. Entre ellos cabe mencionar especialmente a Robert B. Woodward (1917–1979), premio Nobel en 1965, cuyo equipo en la década del 40 consigue la obtención de la quinina; luego en los años cincuenta reporta la síntesis de esteroides como el colesterol y la cortisona; en la siguiente década demuestra la vía que conduce a la obtención de la clorofila, y ya a inicios de los setenta corona con el éxito la síntesis de la vitamina B-12.

Otro gigante en el campo de la síntesis de complejas sustancias bioactivas, que desarrolló su actividad en Harvard como colaborador de Woodward, fue Elías B. Corey (1928-), premio Nobel de Química en 1990. Corey diseñó, en la década de los sesenta, un nuevo método conocido como retrosíntesis, a partir del cual obtuvo más de 100 productos naturales y condujo por primera vez a la síntesis química de las prostaglandinas.