Учёные MSU идентифицировали ферменты аконита и живокости, синтезировав их в табаке для новых лекарств
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Учёные из Университета штата Мичиган (MSU) и Академии наук Чехии идентифицировали шесть ферментов, с помощью которых аконит и живокость производят дитерпеноидный алкалоид атизиний. Затем они воссоздали этот биосинтетический путь в растениях табака; результаты опубликованы 3 августа в журнале Molecular Plant. Открытие даёт устойчивую платформу для производства и тестирования редких молекул, перспективных против боли, малярии и рака, несмотря на высокую токсичность самих растений.
Открытие ферментов
После 15 лет секвенирования геномов и анализа тысяч генов учёные определили шесть ферментов, превращающих обычные предшественники в сложный атизиний. Работа объединила лабораторию Ха́мбергера в MSU и Институт экспериментальной ботаники АН Чехии. Соавторы Гаррет Миллер (ныне в Университете Мичиган-Флинт) и Лана Мутабджия отметили, что находка разрешает давнюю загадку слияния двух древних химических семейств — терпенов и алкалоидов — в сверхтоксичные молекулы, веками применявшиеся в медицине.
Синтез в табаке
Группа перенесла кассету из шести генов в Nicotiana benthamiana, родственник табака, который начал вырабатывать атизиний в детектируемых количествах. Платформа устраняет необходимость в сборе диких растений и обеспечивает материал для доклинических испытаний. Химический синтез дитерпеноидных алкалоидов считался практически невозможным; биотехнологический подход предлагает возобновляемый источник. Бьёрн Ха́мбергер подчеркнул, что табак выступает «шасси», легко масштабируемым в теплицах.
Медицинский и сельскохозяйственный потенциал
Атизиниевый каркас принадлежит к классу молекул, воздействующих на натриевые каналы нервов, что делает его кандидатом для обезболивающих и антиаритмических средств. Экстракты аконита и живокости использовались в традиционной китайской и европейской медицине при ревматизме, лихорадке и других состояниях. Исследование также указывает на возможное применение против малярийных паразитов и вредителей. Команда MSU и Чехии намерена проверить производные атизиния на избирательную токсичность к раковым клеткам.
Что дальше
Университет штата Мичиган подал предварительную патентную заявку на ферментный путь, и лаборатория Ха́мбергера ищет промышленных партнёров для масштабирования. Остаётся неясным, можно ли сохранить терапевтические свойства соединений, устранив их нейротоксичность.
1 источник
Учёные MSU идентифицировали ферменты аконита и живокости, синтезировав их в табаке для новых лекарств
