Oamenii de știință au descoperit procesul molecular pe care plantele îl folosesc pentru a crea un compus rar cu potențial în lupta împotriva cancerului.
Cercetătorii de la UBC Okanagan au descoperit procesul prin care plantele creează mitraphylline, un compus natural rar care a atras atenția pentru posibilele sale proprietăți de combatere a cancerului.
Mitraphylline aparține unei clase unice de substanțe chimice vegetale cunoscute sub numele de alcaloizi spirooxindolici. Aceste molecule sunt recunoscute pentru structurile lor neobișnuite de inele răsucite și pentru efectele lor biologice puternice, inclusiv activitatea antiinflamatorie și antitumorală. Chiar dacă oamenii de știință au studiat acești compuși de ani de zile, pașii moleculari exacți pe care plantele îi folosesc pentru a le produce au rămas necunoscuți.
Acel mister a început să se dezlege în 2023, când echipa Dr. Thu-Thuy Dang de la Facultatea de Științe Irving K. Barber de la UBC Okanagan a identificat prima enzimă vegetală cunoscută capabilă să răsucească o moleculă în forma distinctivă spiro. Bazându-se pe această descoperire anterioară, studentul la doctorat Tuan-Anh Nguyen a condus o nouă cercetare care a descoperit două enzime critice implicate în producerea mitraphyllinei. O enzimă organizează molecula în structura tridimensională corectă, în timp ce a doua o transformă în mitraphylline însăși.
"Acest lucru este similar cu găsirea verigilor lipsă într-o linie de asamblare", spune Dr. Dang, Președintele de Cercetare al Principalului UBC Okanagan în Biotehnologia Produselor Naturale. "Răspunde la o întrebare veche despre modul în care natura construiește aceste molecule complexe și ne oferă o nouă modalitate de a reproduce acest proces."
Mulți compuși naturali promițători se găsesc doar în cantități mici în interiorul plantelor, făcându-i dificil și costisitor de recreat în laboratoare. Mitraphylline este una dintre acele substanțe rare. Există doar în cantități foarte mici în copaci tropicali, cum ar fi Mitragyna (kratom) și Uncaria (gheara pisicii), ambii membri ai familiei cafelei. Acum că cercetătorii au identificat enzimele responsabile de modelarea și asamblarea mitraphyllinei, au o cale mai clară către producerea compusului și a moleculelor înrudite în moduri mai durabile.
"Cu această descoperire, avem o abordare de chimie verde pentru a accesa compuși cu o valoare farmaceutică enormă", spune Nguyen. "Acesta este un rezultat al mediului de cercetare al UBC Okanagan, unde studenții și profesorii lucrează îndeaproape pentru a rezolva probleme cu acoperire globală."
Nguyen a reflectat, de asemenea, asupra experienței de a contribui la descoperire.
"A face parte din echipa care a descoperit enzimele din spatele compușilor spirooxindolici a fost uimitor", adaugă Nguyen. "Mentoratul și sprijinul UBC Okanagan au făcut acest lucru posibil și sunt încântat să continui să cresc ca cercetător aici, în Canada."
Proiectul a reunit laboratorul Dr. Dang de la UBC Okanagan și grupul de cercetare al Dr. Satya Nadakuduti de la Universitatea din Florida. Finanțarea pentru lucrare a venit de la programul Alliance International Collaboration al Consiliului de Cercetare în Științe Naturale și Inginerie din Canada, Fundația Canadiană pentru Inovație și Programul Michael Smith Health Research BC Scholar. Sprijin suplimentar a fost oferit de Institutul Național pentru Alimentație și Agricultură al Departamentului Agriculturii din Statele Unite.
"Suntem mândri de această descoperire venită de la UBC Okanagan. Plantele sunt chimiști naturali fantastici", spune Dr. Dang. "Următorii noștri pași se vor concentra pe adaptarea instrumentelor lor moleculare pentru a crea o gamă mai largă de compuși terapeutici."