Учёные раскрыли молекулярный план создания мощного растительного лекарства
Исследователи из Университета Британской Колумбии (кампус Оканаган) выяснили, как растения производят митрафиллин — редкое природное соединение, которое может помочь в борьбе с раком.
Митрафиллин относится к небольшой группе растительных молекул, называемых спирооксиндольными алкалоидами. Эти соединения имеют необычную «скрученную» кольцевую структуру и известны своими сильными эффектами, такими как борьба с опухолями и воспалением.
Несмотря на их перспективность, молекулярные шаги, которые растения используют для создания спирооксиндолов, оставались загадкой.
Это изменилось в 2023 году, когда исследовательская группа доктора Ту-Туй Данг на факультете естественных наук Ирвинга К. Барбера обнаружила первый растительный фермент, способный «скрутить» молекулу в спиро-форму.
Основываясь на этом прорыве, аспирант Туан-Ань Нгуен возглавил работу по идентификации пары ферментов: один задаёт трёхмерную конфигурацию молекул, а другой скручивает её в митрафиллин. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.
«Это похоже на поиск недостающих звеньев в сборочной линии, — говорит доктор Данг, руководитель исследований в области биотехнологии природных продуктов. — Это отвечает на давний вопрос о том, как природа строит эти сложные молекулы, и даёт нам новый способ воспроизвести этот процесс».
Природные соединения часто содержатся в растениях в очень малых количествах, что затрудняет или делает дорогостоящим их воспроизведение в лаборатории. Митрафиллин — один из таких примеров: он встречается лишь в следовых количествах в тропических деревьях, таких как Mitragyna (кратом) и Uncaria (кошачий коготь), относящихся к семейству кофейных.
Определив ферменты, которые строят и формируют митрафиллин, исследователи теперь имеют «дорожную карту» для его производства и получения родственных соединений устойчивыми способами.
«С этим открытием у нас есть подход «зелёной химии» для получения соединений, имеющих огромную фармацевтическую ценность, — говорит Нгуен. — Это результат исследовательской среды UBC Oканаган, где студенты и преподаватели тесно сотрудничают для решения проблем глобального масштаба».
Проект стал результатом сотрудничества между лабораторией доктора Данг в UBC Oканаган и командой доктора Сатьи Надакудути из Университета Флориды.
«Мы гордимся этим открытием, сделанным в UBC Oканаган. Растения — фантастические природные химики, — говорит доктор Данг. — Наши следующие шаги будут сосредоточены на адаптации их молекулярных инструментов для создания более широкого спектра терапевтических соединений».