Истраживачи са УБЦ Оканаган открили су како биљке праве митрафилин, ретку природну супстанцу која је привукла пажњу због своје потенцијалне улоге у борби против рака.
Митрафилин је део мале и необичне породице биљних хемикалија познатих као спирооксиндолни алкалоиди. Ови молекули су дефинисани својим карактеристичним облицима уврнутих прстенова, који им помажу да дају моћне биолошке ефекте, укључујући антитуморско и антиинфламаторно дејство.
Годинама су научници знали да су ова једињења вредна, али су имали мало разумевања о томе како их биљке заправо састављају на молекуларном нивоу.
Решавање дуготрајне биолошке мистерије
Напредак је дошао 2023. године, када је истраживачки тим на челу са др Тху-Тхуи Дангом на УБЦ Оканаганском факултету наука Ирвинг К. Барбер идентификовао први познати биљни ензим који је способан да створи препознатљив облик спиро који се налази у овим молекулима.
Надовезујући се на то откриће, докторанд Туан-Анх Нгуиен предводио је нови рад како би прецизирао два кључна ензима укључена у стварање митрафилина – један ензим који организује молекул у исправну тродимензионалну структуру, а други који га уврће у коначни облик.
„Ово је слично проналажењу карика које недостају на производној траци“, каже др Данг, истраживачка катедра за биотехнологију природних производа директора УБЦ Оканаган. „Одговара на дуготрајно питање о томе како природа гради ове сложене молекуле и даје нам нови начин да поновимо тај процес.“
Зашто је митрафилин тако тешко добити
Многа обећавајућа природна једињења постоје само у изузетно малим количинама унутар биљака, што их чини скупим или непрактичним за производњу коришћењем традиционалних лабораторијских метода. Митрафилин је одличан пример. Појављује се само у траговима у тропским стаблима као што су Митрагина (кратом) и Унцариа (мачја канџа), од којих оба припадају породици биљака кафе.
Идентификовањем ензима који конструишу и обликују митрафилин, научници сада имају јасан водич за поновно стварање овог процеса на одрживије и скалабилније начине.
Ка зеленијој производњи лекова
„Са овим открићем, имамо приступ зелене хемије за приступ једињењима са огромном фармацеутском вредношћу“, каже Нгујен. „Ово је резултат истраживачког окружења УБЦ Оканаган, где студенти и професори блиско сарађују на решавању проблема са глобалним дометом.
Нгујен је такође нагласио лични утицај рада. „Бити део тима који је открио ензиме иза једињења спирооксиндола је невероватно“, каже он. „Менторство и подршка УБЦ Оканагана су ово омогућили, и узбуђен сам што ћу наставити да растем као истраживач овде у Канади.
Глобална сарадња и будући правци
Пројекат је био заједнички напор између лабораторије др Данга на УБЦ Оканагану и тима др Сатје Надакудути на Универзитету Флорида.
Финансирање је стигло из неколико извора, укључујући програм Алијансе за међународну сарадњу канадског Савета за истраживање природних наука и инжењеринга, Канадску фондацију за иновације и програм стипендиста Мајкла Смита. Додатну подршку пружио је Национални институт за храну и пољопривреду Министарства пољопривреде Сједињених Држава.
„Поносни смо на ово откриће које долази из УБЦ Оканаган. Биљке су фантастични природни хемичари“, каже др Данг. „Наши следећи кораци ће се фокусирати на прилагођавање њихових молекуларних алата за стварање ширег спектра терапеутских једињења.“
